[發(fā)明專利]基于平行耦合線結(jié)構(gòu)的三頻帶濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810019345.6
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號: CN101217210A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔鐵軍;趙暉;程強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H01P1/212
• 分類號: H01P1/212;H01P7/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶通濾波器，尤其涉及一種具有可控帶寬和可調(diào)中心頻率的三頻帶濾波器。

背景技術(shù)

目前市場對多模多頻帶通信系統(tǒng)的需求產(chǎn)生了對多帶濾波器的需求。以前的耦合線濾波器只專注于諧振器的第一個(gè)諧振頻率設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多頻帶需要分別設(shè)計(jì)多個(gè)濾波器，在費(fèi)用和空間占用上都比較浪費(fèi)。

為了讓多個(gè)頻帶共享同一個(gè)諧振器，需要使用諧振器的高次諧振頻率。傳統(tǒng)的均勻阻抗諧振器只工作在第一諧振頻率f₀，其高次諧振頻率固定在2f₀，3f₀…上。1997年M.Makimoto，S.Yamashita教授在IEEE?Transactions?MicrowaveTheory?Techniques的第45期上綜合報(bào)道了階躍阻抗諧振器(三段式)，這種諧振器可以通過調(diào)整各段傳輸線的阻抗去改變高次諧振頻率。階躍阻抗諧振器被成功用于抑制濾波器的高次諧波。

為了實(shí)現(xiàn)多頻段濾波器，最關(guān)鍵的是要設(shè)計(jì)在各頻段上提供所需耦合系數(shù)的耦合結(jié)構(gòu)。普通的均勻?qū)ΨQ平行耦合線不能提供這些耦合系數(shù)。本發(fā)明提出了使用級聯(lián)的兩組不對稱平行耦合線來實(shí)現(xiàn)三個(gè)頻帶上的耦合系數(shù)。在1975年到1990年間不斷有學(xué)者提出分析不對稱平行耦合線阻抗矩陣的解析公式，比如1975年V.Tripathi教授在IEEE?Transactions?Microwave?Theory?Techniques的MTT-23期上發(fā)表的文章?；谶@些解析公式，耦合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變得簡單而快捷。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明提出了一種由不對稱平行耦合線級聯(lián)實(shí)現(xiàn)的耦合結(jié)構(gòu)，拓寬了耦合曲線的變化范圍，能夠滿足濾波器耦合系數(shù)要求。而本發(fā)明使用的五段式階躍阻抗諧振器滿足了對濾波器三個(gè)工作頻率的控制要求。

技術(shù)方案：本發(fā)明的基于平行耦合線結(jié)構(gòu)的三頻帶濾波器包括兩條軸向?qū)ΨQ的輸入輸出級諧振器和位于該兩條軸向?qū)ΨQ的輸入輸出級諧振器之間的中間級諧振器；其中，輸入輸出級諧振器由第一傳輸線、第二傳輸線、第三傳輸線、第四傳輸線串聯(lián)構(gòu)成，第一平行耦合結(jié)構(gòu)與第四傳輸線連接；中間級諧振器由第六傳輸線、第七傳輸線和第八傳輸線串聯(lián)構(gòu)成，第二平行耦合結(jié)構(gòu)與第六傳輸線、第八傳輸線連接，并與第一平行耦合結(jié)構(gòu)對稱；在輸入輸出級諧振器的第二傳輸線和第三傳輸線上連接有接觸耦合結(jié)構(gòu)，在接觸耦合結(jié)構(gòu)上設(shè)有輸入輸出端口。所述的接觸耦合結(jié)構(gòu)連接在輸入輸出級諧振器的第二傳輸線和第三傳輸線的外側(cè)。在所述的第一平行耦合結(jié)構(gòu)和第二平行耦合結(jié)構(gòu)是由第一不對稱平行耦合線和第二不對稱平行耦合線級聯(lián)而成。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明能夠工作在三個(gè)可調(diào)諧的頻率。由多段傳輸線和耦合結(jié)構(gòu)組成的諧振器確保了對濾波器工作頻率的調(diào)諧要求，不同的阻抗和相位長度的傳輸線組合可以獲得不同的三個(gè)諧振頻率。

2、本發(fā)明具有可調(diào)諧的通帶帶寬。選擇使用平行耦合結(jié)構(gòu)或者接觸耦合結(jié)構(gòu)，可以調(diào)整各頻帶的耦合系數(shù)，獲得可調(diào)通帶帶寬和低的通帶反射。

3、本發(fā)明設(shè)計(jì)過程簡單快捷；設(shè)計(jì)基于傳統(tǒng)濾波器綜合，設(shè)計(jì)過程全部有解析公式支持，對三維電磁仿真軟件的依賴度降低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的平行耦合部分的細(xì)節(jié)圖。

圖3是本發(fā)明的平行耦合部分的導(dǎo)納倒相器曲線圖。

圖4是本發(fā)明的散射參數(shù)仿真及測量結(jié)果。

以上的圖中有：第一傳輸線1、第二傳輸線2、第三傳輸線3、第四傳輸線4、第一平行耦合結(jié)構(gòu)5、第六傳輸線6、第七傳輸線7、第八傳輸線8、第二平行耦合結(jié)構(gòu)9、接觸耦合結(jié)構(gòu)10、輸入輸出端口11、第一不對稱平行耦合線12、第二不對稱平行耦合線13。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的具有可控帶寬和可調(diào)中心頻率的三頻帶濾波器，包括輸入輸出級諧振器的第一傳輸線1、第二傳輸線2、第三傳輸線3、第四傳輸線4，以及連接在輸入輸出級諧振器和中間級諧振器之間的不對稱平行耦合線組成的第一平行耦合結(jié)構(gòu)5，中間級諧振器的第六傳輸線6、第七傳輸線7和第八傳輸線8，中間級諧振器另一側(cè)的第二平行耦合結(jié)構(gòu)9，連接在輸入輸出級諧振器第二傳輸線2和第三傳輸線3上的接觸耦合結(jié)構(gòu)10，在接觸耦合結(jié)構(gòu)10上設(shè)有輸出端口11。第一平行耦合結(jié)構(gòu)5和第二平行耦合結(jié)構(gòu)9是由第一不對稱平行耦合線12和第二不對稱平行耦合線13對稱級聯(lián)而成。