《微小型单片电磁谐振器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微小型单片电磁谐振器.pdf（23页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN102017286A43申请公布日20110413CN102017286ACN102017286A21申请号200980116386X22申请日2009032561/070,63420080325USH01P3/0820060171申请人超导技术公司地址美国加利福尼亚州72发明人埃里克M弗非特巴拉姆A威廉森74专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人余刚吴孟秋54发明名称微小型单片电磁谐振器57摘要滤波器包括基底，以及一个或多个形成在基底平面侧上的谐振器结构。一个或多个谐振器结构中的每一个均具有谐振频率，并包括折叠传输线，该传输线被图案化以形成多个邻近线段。
2、和多个位于邻近线段之间的空隙。邻近线段的平均宽度和空隙的平均宽度之和与基底厚度的比率小于或等于05。该滤波器还包括耦合至一个或多个谐振器结构的一端的输入端子，以及连接至一个或多个谐振器结构的另一端的输出端子。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010110886PCT申请的申请数据PCT/US2009/0382342009032587PCT申请的公布数据WO2010/019285EN2010021851INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图13页CN102017298A1/1页21一种单片滤波器，包括基底；一个或多个谐振器结构，形成在所述。
3、基底的平面侧上，所述一个或多个谐振器结构中的每一个均具有谐振频率并包括折叠传输线，所述折叠传输线被图案化以形成多个邻近线段和多个位于所述邻近线段之间的空隙，其中，所述邻近线的平均宽度和所述空隙的平均宽度之和与所述基底的厚度的比率小于或等于05；输入端子，耦合至所述一个或多个谐振器结构的一端；以及输出端子，连接至所述一个或多个谐振器结构的另一端。2根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述输入端子和所述输出端子耦合至所述一个或多个谐振器结构，从而所述滤波器可以作为窄带滤波器工作。3根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述折叠传输线具有盘旋向内、盘旋向外构造。4根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述比率。
4、小于或等于03。5根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述比率小于或等于02。6根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述比率小于或等于01。7根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述基底由绝缘材料组成。8根据权利要求7所述的滤波器，进一步包括位于所述基底的另一平面侧上的导电接地面。9根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述一个或多个谐振器结构中的每一个均是矩形。10根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述一个或多个谐振器结构中的每一个均是圆形。11根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述一个或多个谐振器结构中的每一个均是平面结构。12根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述折叠传输线由高温超导体HTS材料组。
5、成。13根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述一个或多个谐振器结构中的每一个均具有相应的所述谐振结构的谐振频率处的全波长的标称线性电长度。14根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述一个或多个谐振器结构包括彼此串联耦合的多个谐振器结构。15根据权利要求14所述的滤波器，其中，每个所述谐振器结构均具有相应的谐振结构的谐振频率处的全波长的标称线性电长度，并且所述输入端子和所述输出端子耦合至所述谐振器结构，从而所述滤波器可以在较高阶模式下工作。16根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述谐振频率在微波范围中。17根据权利要求16所述的滤波器，其中，所述谐振频率在800MHZ至2200MHZ范围内。权利要。
6、求书CN102017286ACN102017298A1/8页3微小型单片电磁谐振器0001关于联邦政府资助研发的声明0002美国政府可以具有关于本发明的付费许可，并且在有限的情况下有权要求专利权人在由国防部成立的国防微电子活动DMEA批准的合同第H9400305C0508号的条款所规定的合理条款下许可他人。0003相关申请的交叉引用0004本申请要求于2008年3月25日提交的美国临时专利申请第61/070,634号以及于2009年3月25日提交的美国临时专利申请第61/163,167号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。技术领域0005本发明大体上涉及微波滤波器，具体地，涉及为窄带应用所设。
7、计的微波滤波器。背景技术0006长期以来，电滤波器被用于处理电信号。具体地，这种电滤波器被用来使期望的信号频率通过而阻止或衰减其它不期望的电信号频率来从输入信号中选择期望的电信号频率。滤波器可以分为几大类，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、以及带阻滤波器，这些类表示被滤波器选择性通过的频率类型。此外，滤波器还可以按照类型划分，如巴特沃斯、切比雪夫、逆向切比雪夫、以及椭圆函数，其表示滤波器提供的相对于理想频率响应的频带形状频率响应频率截止特性的类型。0007所使用的滤波器类型通常取决于使用意图。在通信应用中，带通滤波器通常用于蜂窝式基站和其他的电信设备中以滤除或阻止除了一个或多个预定带之外。
8、的所有RF信号。例如，这种滤波器通常用于接收器前端，以滤除会对电信设备或基站中的接收器部件造成损害的噪声和其他不想要的信号。将精确限定的带通滤波器直接放置在接收器天线输入端通常会消除由在所期望信号频率附近的频率处的强干扰信号导致的各种不利影响。由于滤波器的位置处于接收器天线输入端，所以插入损耗必须非常低，才不会使接收器的灵敏度由其噪声图测定降低。在大多数滤波器技术中，实现低插入损耗需要相应地损失滤波器的陡度或选择性。0008在商业电信应用中，通常期望使用窄带滤波器滤除最小的可能通带，以使固定的频谱能够被划分为最大可能数量的频带，从而增加能够适合于固定频谱的用户的实际数量。随着无线通信的显著进步。
9、，这样的滤波可在日益增加的不适宜频谱中提供高度的选择性对于以较小频率差异分离的信号进行区分能力和灵敏度接收弱信号的能力。尤为重要的是大约800MHZ2200MHZ的频率范围。在美国，800MHZ900MHZ范围用于模拟蜂窝通信。个人通信服务PCS是在1800MHZ至2200MHZ范围内使用。0009微波滤波器通常使用两个电路构件块来构建多个谐振器，其在一个频率F0上非常有效地存储能量；以及耦合器，其耦合谐振器之间的电磁能量以形成多个级或多说明书CN102017286ACN102017298A2/8页4极。例如，四极滤波器可以包括四个谐振器和位于信号输入端、谐振器和信号输出端之间的五个耦合器。给。
10、定耦合器的强度由其电抗即，电感和/或电容决定。耦合器的相对强度决定了滤波形状，并且耦合器的布局决定了滤波器是执行带通功能还是带阻功能。谐振频率F0很大程度上由各个谐振器的电感和电容确定。对于传统的滤波器设计，滤波器起作用的频率是由构成滤波器的谐振器的谐振频率决定的。由于上述原因，每个谐振器必须具有非常低的内部电阻，以使滤波器的响应尖锐并且具有高度的选择性。对于现有技术来说，对于低电阻的需求会增加谐振器的尺寸和成本。典型地，微波滤波器具有多个谐振频率，从而允许微波滤波器在不同模式下工作。这些谐振频率包括基频F0以及基频F0的倍数例如，2F0、3F0等或者是基频F0的因数的倍数例如，2F0/N、3。
11、F0/N等。0010在过去，使用常规导体即，非超导型导体制造滤波器。这些导体具有内在损耗，因此由它们形成的电路具有不同程度的损耗。对于谐振电路，损耗尤为重要。器件的品质因数Q是对其功率耗散或损耗的衡量。例如，具有较高Q值的谐振器就具有较小的损耗。典型地，由常规金属以微带或带状线构造所制造的谐振电路具有的Q值最大约为400。随着1986年高温超导性的发现，人们开始尝试利用高温超导体HTS材料制造电子器件。自从HTS被发现之后，它们的微波特性有了大幅改进。现在，外延超导体薄膜已很容易形成并且可以购买。0011现今，有很多的应用期望尽可能小的微带窄带滤波器。对于无线应用尤其如此，在无线应用中使用HT。
12、S技术以获得具有非常高的谐振器Q值的尺寸较小滤波器。所需的滤波器通常非常复杂，可能具有十二个以上的谐振器以及一些交叉耦合器。然而，可使用的基底的可用尺寸通常是有限的。例如，可用于HTS滤波器的晶片通常只具有最大为2英寸或3英寸的尺寸。因此，非常需要在达到尽可能小的滤波器的同时保持高品质性能的方法。在窄带微带滤波器例如，带宽约为2，但尤其为1或更小的情况下，这个尺寸问题可能变得非常严重。0012增加这些类型滤波器尺寸的因素是不同的。滤波器尺寸在下列情况下一般会增加滤波器的中心频率减小、插入损耗目标减小、需要的谐振器数量增加、功率处理要求压缩，互调增加、或者非最近的邻近谐振器之间的杂散耦合太大以致。
13、无法忽略。由于有限的、较小的基底尺寸而形成的约束，上述因素中的任何一个都将导致滤波器无法实现。0013为了保持滤波器的高品质性能，需要使滤波器结构中的峰值电流密度尽可能最小化。如在美国专利第6,026,311号中所讨论的，可以通过相对于基底厚度来增加线之间的空隙以及微带线的宽度来减小滤波器结构中的峰值电流密度。即，在滤波器结构的预期高电流的区域中可以使用较宽的微带线，以使这些区域内的电流密度最小化，从而增强所得到的滤波器的功率处理能力。然而，流经微带线的相对高的电流产生与周围结构干扰的相对大的电磁场。因此，在滤波器具有多个谐振器的情况下，可以将类似盒子的结构放置在各个谐振器周围，以防止在每个谐。
14、振器处产生的电场彼此干扰。然而，这些类似盒子的结构增加了滤波器的尺寸和成本。0014除了对尺寸和损耗的考虑，本发明的特别关注点是互调失真IMD的最小化，这已经在微波和RF放大器设计中变得日益重要。IMD是在不同频率的两个以上信号出说明书CN102017286ACN102017298A3/8页5现在非线性器件的输入端时出现的一种不期望的现象，其会在与滤波器期望的共振频率不同的频率处产生乱真发射。互调分量的频率在数学上与原始输入信号频率有关，并且可以由方程式MF1NF2计算，其中，F1是第一信号的频率，F2是第二信号的频率，并且M，N0，1，2，3，互调分量会在各个阶生成，而失真分量的阶为MN的和。
15、。传统的滤波器设计技术指出，由于高阶互调模式的拥挤，滤波器在高阶模式即，对应于基频F0的第二谐振频率或更高频率的模式下工作是不现实的。0015因此，仍需要提供具有较小尺寸、同时不期望模式的活动性最小且能达到非常高的无负载Q值的滤波器。发明内容0016根据本发明，单片式滤波器包括基底例如，由绝缘材料组成的基底，以及一个或多个形成在基底的平面侧上的谐振器结构其实际上可以是平面的。在一种实施方式中，滤波器采用微带滤波器的形式，因此包括设置于基底另一平面侧上的连续接地面。例如，每个谐振器结构具有在微波范围内例如，在800MHZ2200MHZ范围内的谐振频率。每个谐振器结构包括折叠传输线例如，盘旋向内、。
16、盘旋向外结构，该传输线被图案化以形成多个相邻线段和置于相邻线段之间的多个空隙。在一种实施方式中，折叠传输线是由高温超导体HTS材料组成。滤波器还包括耦合至一个或多个谐振器结构的一端的输入端子，以及连接至一个或多个谐振器结构另一端的输出端子。输入端子和输出端子可以耦合至谐振器结构，从而滤波器可以作为窄带滤波器来工作。0017相邻线的平均宽度和空隙的平均宽度之和与基底厚底的比率小于或等于05。在一种实施方式中，该比率小于或等于03。在另一种实施方式中，该比率小于或等于02。在又一实施方式中，该比率小于或等于01。每个谐振器结构可以具有任意形状，例如，矩形或圆形。在另一实施方式中，每个谐振器结构具有。
17、各个谐振器结构的谐振频率处的全波长的标称线性电长度。如果滤波器包括多个谐振器结构，它们可以彼此串联耦合。在此情况下，每个谐振器结构可具有相应谐振器结构的谐振频率的全波长的标称线性电长度，并且输入端子和输出端子可以耦合至谐振器结构，从而该滤波器可以在较高阶模式下工作。0018通过阅读下面对本发明的优选实施方式的旨在说明而非限制详细描述，本发明的其他和更多方面和特征将变得显而易见。附图说明0019附图示出了本发明的优选实施方式的设计和功用，其中，相同的参考标号表示相似的元件。为了更好地理解如何获得本发明的上述的及其它优点和目的，将参考本发明的特定实施方式给出比上述对本发明的简短描述更加具体的详细说。
18、明，这些实施方式在附图中示出。应理解，这些附图仅仅描绘了本发明的典型实施方式，因此不被认为限制其范围，通过附图可描述和解释本发明的其它特性和细节，其中0020图1是现有技术的盘旋向内、盘旋向外谐振器滤波器的平面视图；0021图2是图1中现有技术的盘旋向内、盘旋向外谐振器沿线22的横截面视图；0022图3是根据本发明构造的基本盘旋向内、盘旋向外谐振器结构的平面视图；说明书CN102017286ACN102017298A4/8页60023图4是图3中盘旋向内、盘旋向外谐振器结构沿线44的横截面视图；0024图5是图4中盘旋向内、盘旋向外谐振器结构沿线55的放大视图；0025图6是根据本发明构造的谐。
19、振器的平面视图，其中，该谐振器使用了两个图3中所示的盘旋向内、盘旋向外谐振器结构；0026图7是图6的双波长谐振器与现有技术的双波长盘旋向内、盘旋向外谐振器相比较的平面视图；0027图8是根据本发明构造的另一谐振器的平面视图，其中，谐振器使用两个圆形的盘旋向内、盘旋向外谐振器结构；0028图9是根据本发明构造的单谐振器滤波器的平面视图，其中，滤波器使用八个彼此耦合以形成单个高阶谐振器的图6中所示的谐振器；0029图10是图9的滤波器的计算频率响应的曲线；0030图11是示出了根据本发明构造的两种类型的谐振器的标准化互调失真与标准化输入功率之间关系的曲线，其中，一种类型具有斜接/圆转角，而第二种。
20、类型具有非斜接/圆转角；0031图12是根据本发明构造的多谐振器滤波器的平面视图，其中，滤波器使用四个图6中所示的谐振器；0032图13是图12的滤波器的计算频率响应的曲线；0033图14是根据本发明构造的多谐振器滤波器的平面视图，其中，滤波器使用两个图6中所示的谐振器；0034图15是图14的滤波器的计算频率响应的曲线；0035图16是根据本发明构造的多谐振器滤波器的平面视图，其中，滤波器使用十个图6中所示的谐振器；0036图17是根据本发明构造的使用八个双波长谐振器的多谐振器滤波器的平面视图；以及0037图18是图17的滤波器的计算频率响应的曲线。具体实施方式0038相比于使谐振器线的宽度。
21、最大化以降低谐振器内的峰值电流密度的传统方法，已经发现相对于滤波器基底来减少空隙和谐振器线可使相对较小的滤波器呈现高品质因数Q和固有的功率处理能力。还发现，与传统的想法相反，在较高阶偶数模式下工作的较高阶滤波器不容易激发邻近的模式，从而产生具有更宽的频带而没有重入模态的非常干净的宽带响应，并且由于使用高温超导体HTS材料而进一步减少了非线性效应。0039在下面描述的射频RF滤波器的所示实施方式中，使用了全波长盘旋向内、盘旋向外谐振器，这是由于它们有降低谐振器线边缘附近的峰值电流的能力。该滤波器被用作具有在期望的频率范围例如，800MHZ900MHZ或1800MHZ2220MHZ内的通带的带通滤。
22、波器。在典型的情况下，RF滤波器位于接收器未示出的前端内，在宽带通滤波器抑制在期望的频率范围之外的能量之后。0040如图1和图2中所示，首先描述传统滤波器10。传统滤波器结构10包括基底12和在基底12的一个平面侧顶侧上被图案化的盘旋向内、盘旋向外SISO谐振器说明书CN102017286ACN102017298A5/8页7结构14。0041为了便于制造，可以使用传统技术诸如光刻法将谐振器结构14单片形成在基底12上。在所示实施方式中，该谐振器结构14可以由诸如外延薄膜铜酸铊钡钙TBCCO或铜酸钇钡YBCO的HTS材料组成。可选地，该谐振器结构14可以由诸如二硼化镁MGB2、铌、或其他跃迁温度。
23、小于77K的超导体组成，原因在于这些超导体允许设计者使用与HTS材料不兼容的基底。可选地，该谐振器结构14可以由诸如铝、银或铜的常规金属组成，即使这些材料中增加的阻抗损耗可能限制本发明的适应性。0042基底12可以由诸如铝酸镧LAALO3、氧化镁MGO、蓝宝石、或聚酰亚胺的绝缘材料组成。在所示实施方式中，该传统滤波器10具有微带结构，因此还包括位于基底12上与谐振器结构14相对的另一平面侧底侧的连续接地面16。可选地，传统滤波器10具有带状线结构，在该情况中，该滤波器10可替换地包括另一绝缘基底未示出，其谐振器结构14夹在相应绝缘基底之间。滤波器10还包括按照将滤波器10配置为具有窄带特性的方。
24、式耦合至谐振器结构14的输入端子盘18和输出端子盘20。0043该谐振器结构14包括被图案化以形成SISO结构的折叠传输线22。通常，该SISO结构是被在自身之上折叠以形成通过单个180弯折26彼此连接的两条平行线24的导体。然后，两条线24一起以相同的方向围绕弯折26盘旋，其中一条线24的端以一个方向延伸出结构以耦合至输入端子18，另一条线24的端以相反的方向延伸出结构以耦合至输出端子20。即，该传输线22的一端具有多个左手转折当结合时转过至少360，而传输线22的另一端具有多个右手转折当结合时转过至少360。至少一个左手转折位于至少两个右手转折之间，并且至少一个右手转折位于至少两个左手转折。
25、之间。描述了这些SISO谐振器结构中的各种类型的进一步细节已在美国专利第6,026,311号中披露。0044如图2中所示，传输线22形成多个线段32以及在线段32之间的多个空隙或间隔34。传输线22产生电磁场，该电磁场具有趋向于约与线段32之间的空隙34以及线段32的宽度相同的感应场36。注意，由于SISO结构，相邻线段32之间的电流为单向，这将减少在该谐振器结构14内的传输线22的边缘附近的电流的峰值幅度。0045在图2所示的实施方式中，线段32的平均宽度在该情况中，为025MM与空隙34的平均宽度在该情况中，为025MM之和与基底12的厚度38在该情况中，为05MM的比率相对较大在该情况中。
26、，为1，这产生了延伸超过谐振器结构14自身的电磁场，从而导致在谐振器结构14与置于基底12下方上的接地面16以及基底12上的任何金属元件包括导电接地盖之间产生相对较大的感应场36。0046如图3和图4所示，现在将描述根据本发明的实施方式构造的滤波器50。与传统滤波器结构10相同，该滤波器50包括基底52，在基底52的一个平面侧顶侧上图案化的盘旋向内、盘旋向外SISO谐振器结构54，置于基底52上与谐振器结构54相对的另一平面侧底侧的导电接地面56，以及按照将滤波器50配置成具有窄带特性的方式耦合至谐振器结构54的输入端子盘58和输出端子盘60。与谐振器结构14相同，该谐振器结构54包括被图案化。
27、以形成SISO结构的折叠传输线62，并形成多个线段72和线段72之间的间隔空隙74。0047值得注意地，与传统的谐振器结构14不同，线段72的平均宽度在该情况中，说明书CN102017286ACN102017298A6/8页8为005MM与线段72之间的空隙74的平均宽度在该情况中，为0025MM之和与基底52的厚度在该情况中，为05MM的比率相对较小。尽管在所示实施方式中这个比率为015，但该比率可以小于或等于05，优选地小于或等于03，更优选地小于或等于02。尽管线段72和间隔空隙74的宽度是一致的，仍应注意，只要宽度和间隙与基底厚度的比率保持相对较小，线段72的宽度以及间隙74的宽度就可。
28、以不同。0048因此，具有这样低的比率导致产生的电磁场未延伸超过谐振器结构54，从而导致在谐振器结构54与置于基底52下方上的接地面56以及基底52上的包括导电接地盖的任何金属元件之间的感应场76相对较小。这使得物理上呈平面的谐振器结构54呈现出三维形态即，圆环或环形电磁场而没有耦合至谐振器结构54周围的有损耗的金属元件，从而提供更高效的能量存储。即，由于在谐振器结构54与外界之间的相互作用最小化，该谐振器结构54具有更高能效。0049经由输入端子58和输出端子60的对于谐振器结构54的直接电容耦合可以在谐振器结构54的高电压端实现。如美国专利第6,026,311号中所描述的，谐振器结构54的。
29、高电压端的长度可以根据外部负载调节，使得电流波节出现在谐振器结构54的几何中心，引起传输线62边缘以及谐振器结构54边缘处的边缘电流减弱。0050使用具有单元尺寸等于线段和线段之间空隙的宽度的全波长平面程序SONNET来计算谐振器结构54的电流密度。SONNET将红色用于最强的电流密度，随着电流变弱，颜色以彩虹状排列向下变化至最弱电流密度的蓝色。如在灰度图中所见，相应的电流密度将从用于最强电流密度的完全深灰色变化下降至用于中等程度电流密度的浅灰或白色，直至用于非常低电流密度的近乎黑色。0051如图3所示，相对较低的电流密度区域80位于谐振结构54的中心和传输线62的端，反应全波长结构的三个电流。
30、波节即，对于全波长传输线，第一零电流波节会位于传输线的起点，第二零电流波节会位于传输线的中部，第三零电流波节会位于传输线的终点，而相对较高的电流密度区域82位于谐振器结构54的外围，反应全波长结构的两个电流峰值即，对于全波长传输线，第一电流峰值会位于传输线盘旋向内部分的中段点，第二电流峰值会位于传输线盘旋向外部分的中段点。0052可以将根据本发明构造的单个谐振器结构用作用于设计较高阶谐振器的构件块，这些谐振器将比类似的传统单片式谐振器更小和/或可以在显著低于类似的传统单片式谐振器的频率下工作。这些谐振器可用在被设计为以较高的谐振模式下运行谐振器的滤波器中。这些较高阶的模式不容易激发邻近的模式，。
31、导致非常干净的带宽响应而没有重入模态以及优选谐振三倍以上的乱真模式的迹象。这样的谐振器可以按照例如第二、第四2、第六3等的任意全波模式N，其中，N是任意整数操作下工作。这些较高阶谐振器还具有较高的功率处理能力。可以根据期望的较高阶模式来设计谐振器。即，谐振器可以被调谐到所选的较高阶模式，使得非常小的能量耦合到其他模式中。0053例如，如图6所示，两个基本谐振器结构54串联在一起以形成双波长2谐振器100。由于基本谐振器结构54的间隙及传输线的宽度与基底厚度的比率相对较小，因此更多的电磁场被限制在更靠近基底的表面，使得基本谐振器结构54的远场效应大幅减弱，这允许谐振器结构54更加紧密，并实现更小。
32、的较高阶滤波器。说明书CN102017286ACN102017298A7/8页90054因为当谐振器在其任意N/2模式下时会谐振，中心电容耦合波节处的局部电压接近于零，所以对于谐振器结构54的直接电容耦合可以在电流波节处或其附近实现，使得谐振器结构54的其它模式不容易被激发。该模型表明尽管滤波器经常在那些频率下失调但接近N1模式仍可能被激发而且实际耦合进入的能量非常小。与图8中所示的被设计为以相同频率工作的传统双波长2谐振器40相比，双波长2谐振器100的封装尺寸相当小。0055如图6所示，相对较低的电流密度区域80位于每个谐振器结构54的中心、传输线62的端、以及谐振器结构54之间的传输线6。
33、2的中心，反应双波长结构的五个电流波节，两个相对较高的电流密度区域82位于谐振器结构54的外围，反应双波长结构的四个电流峰值。0056应理解，由于减小的基底面积和更小的微波封装，较高阶谐振器100尺寸的减小导致更低的成本，并使普通金属非HTS滤波器可以小到足以用于蜂窝手持电话应用中。对于HTS应用，滤波器的更小尺寸也能显著减小整个低温头负载，使得能够使用更小、更低功率需求的低温冷却器。谐振器的增加长度第四模态或更高通过沿传输线长度引入多个峰值来减小谐振器中的峰值电流，进而有助于减小材料例如HTS中的一些非线性效应。这些较高阶模式也比较低阶模式辐射更小，从而允许进一步减小滤波器尺寸。这主要由于线。
34、及间隙宽度与基底厚度之间的比率较低，因而电磁场没有延伸至离谐振器非常远，并且优先地与同一谐振器的其他部分而非相邻谐振器的接地面发生相互作用。0057尽管在形状上已经将基本谐振器结构示为矩形，应理解，基本谐振器结构也可以具有其他形状。例如，参照图8，两个圆形谐振器结构154串联在一起以形成双波长2谐振器150。类似于基本谐振器结构54，每个圆形谐振器结构154均包括折叠传输线162，该折叠传输线被图案化以形成SISO结构并形成多个线段172和线段172之间的间隔空隙174。线段172的平均宽度与线段172之间的间隙174的平均宽度之和与基底厚度的比率相对较小。使用具有单元尺寸等于线段和线段之间间。
35、隙的宽度的全波平面程序SONNET来计算谐振器结构154的电流密度。0058如图8所示，相对较低的电流密度区域180位于每个谐振器结构154的中心、传输线162的端、以及谐振器结构154之间的传输线162的中心，反应双波长结构的五个电流波节，而两个相对较高的电流密度区域182位于谐振器结构154的外围，反应双波长结构的四个电流峰值。0059应理解，可以结合本文披露的谐振器结构以提供在大于2波长下工作的谐振器，从而在用于信号传输目的时增强其功率处理能力。例如，参照图9，单个谐振器190包括在输入端口194和输出端口196之间串联在一起的八个基本谐振器结构192，以提供在功率处理方面9DB即，谐振。
36、器三次顺次加倍23的改进。每个谐振器结构192均与先前描述的谐振器结构54类似，原因在于线段和间隔空隙的宽度相对于基底厚度较小。产生的谐振器190具有可在多种N模式下工作的8有效波长。谐振器190的计算频率响应S11和S21如图10所示。已在美国专利公开第20080278262A1中披露了讨论使用多个基本谐振器结构来增强滤波器功率处理的技术细节。0060本文描述的谐振器的转角可成形以实现期望的IMD斜率。例如，参照图11，相说明书CN102017286ACN102017298A8/8页10对于标准化输入功率测量的对于具有圆/倾斜或斜角转角的谐振器的IMD和对于具有方转角的谐振器的IMD。如图所。
37、示，具有圆转角的谐振器呈现出的IMD斜率为3，而具有方转角的谐振器呈现出的IMD斜率为4。因此，有利地，可以取决于滤波器是工作在相对较低的功率等级还是相对较高的功率等级来成形谐振器的转角。0061先前描述的谐振器可以耦合在一起以形成多谐振器滤波器。例如，参照图12，带通滤波器200包含四个双波长2谐振器100、经由电容耦合212耦合到第一谐振器1001的输入端子208、以及经由电容耦合214耦合至第四谐振器1004的输出端子210。第二谐振器1002和第三谐振器1003在它们的顶部和底部经由导体216耦合，作为增加第二谐振器1002和第三谐振器1003之间内在耦合的方法。使用具有单元尺寸等于线。
38、段和线段之间间隙的宽度的全波平面程序SONNET计算谐振器100的电流密度。如图12所示，相对较低的电流密度区域220位于每个谐振器100的中心以及传输线的端，而相对较高的电流密度区域222位于第二谐振器1002和第三谐振器1003的外围。在图13中示出了谐振器滤波器200的计算频率响应S11和S21。0062参照图14，作为另一实施例，带通滤波器250包括两个16波长16谐振器190、耦合至第一谐振器1901的输入端子252、以及耦合至第二谐振器1902的输出端子254。在图15中示出了谐振器滤波器250的计算频率响应S11和S21。参照图16，作为又一实施例，带通滤波器300包括十个16波。
39、长16谐振器190、耦合至第一谐振器1901的输入端子302、以及耦合至第十谐振器19010的输出端子304。第二谐振器1902和第五谐振器1905在其顶部和底部经由交叉耦合器306耦合在一起，第六谐振器1906和第九谐振器1909在其顶部和底部经由交叉耦合器306耦合在一起，从而在附近阻带中形成传输零点，从类切比雪夫CHEBYSHEVLIKE响应至准椭圆QUASIELLIPTICAL响应。这样做是在损失远离通带的截止的情况下，来增加滤波器的近带选择性截止斜率。0063参照图17，作为另一实施方式，带通滤波器350包括八个双波长2谐振器352、经由电容耦合器362耦合至第一谐振器3521的输入。
40、端子358、以及经由电容耦合器364耦合至第八谐振器3528的输出端子360。除了线段的线宽为001MM，线段之间的空隙宽度为0005MM之外，每个谐振器352均与图6中所示的谐振器100相同。因此，线段的平均宽度和空隙的平均宽度之和与基底的厚度的比率为003。在图18中示出了谐振器滤波器350的计算频率响应S11和S21。0064尽管已经示出并描述了本发明的特定实施方式，但应当理解，上述讨论并不旨在将本发明限制于这些实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种改变和修改将是显而易见的。因此，本发明旨在覆盖由权利要求限定的在本发明的精神和范围之内的替换、更。
41、改、以及等价物。说明书CN102017286ACN102017298A1/13页11图1现有技术说明书附图CN102017286ACN102017298A2/13页12图2现有技术说明书附图CN102017286ACN102017298A3/13页13图3图4说明书附图CN102017286ACN102017298A4/13页14图5图6说明书附图CN102017286ACN102017298A5/13页15图8说明书附图CN102017286ACN102017298A6/13页16图7说明书附图CN102017286ACN102017298A7/13页17图9说明书附图CN102017286ACN102017298A8/13页18图10说明书附图CN102017286ACN102017298A9/13页19图11说明书附图CN102017286ACN102017298A10/13页20图12图13说明书附图CN102017286ACN102017298A11/13页21图14图15说明书附图CN102017286ACN102017298A12/13页22图16图17说明书附图CN102017286ACN102017298A13/13页23图18说明书附图CN102017286A。