[發明專利]基于多枝節加載方形諧振環的雙模三通帶濾波器

有效

• 申請號: 201310077089.7
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103187600A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 吳邊;鄧坤;楊帥;陳建忠;王楠;梁昌洪
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P7/08
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于電子器件技術領域，特別涉及微帶雙模三通帶濾波器，可用于無線通信系統射頻前端。

背景技術

隨著移動通信、衛星通信和雷達、遙感技術的迅猛發展，無線頻譜日益擁擠，對通信系統中的射頻微波濾波器提出了十分苛刻的要求。微帶濾波器具有尺寸小、重量輕、成本低、易加工的優點，在微波電路中得以廣泛應用。微帶濾波器的種類和實現形式多種多樣，小型化高性能微帶濾波器的研究一直是個熱門領域。傳統的濾波器形式如巴特沃茲和切比雪夫濾波器只有通過增加濾波器級數才能滿足高選擇性要求，加工出來的濾波器體積和重量相對較大，不適合現代通訊的需求。橢圓函數或交叉耦合濾波器雖然具有很好的選擇性，但是結構相對復雜，體積也較大。

雙模諧振器因為尺寸小、重量輕、成本低等優良特性，越來越多地應用于無線通信系統高性能濾波器設計中。雙模濾波器是微波濾波器產業中一項新興的技術，它的優勢在于:每個雙模諧振器都可以作為一個雙調諧的諧振電路，所以對于同一個性能指標的濾波器來說，所需要的諧振器的數目就減半，這樣就可以使濾波器的結構更緊湊，尺寸更小巧。同時，由于小型化，集成化的需求，三通帶濾波器的發展越來越迫切，一個濾波器能同時滿足三個頻帶的要求，能夠減少濾波器的個數，對于設備的小型化具有不可替代的作用。基于以上特性的雙模三通帶濾波器綜合理論和設計技術近年來在國內外得到廣泛研究。

2011年，Sha?Luo,Lei?Zhu?and?Sheng?Sun在IEEE?Transactions?on?Microwave?Theory?and?Techniques期刊（vol.59,no.5,pp.1222-1229,2011）上發表了“Compact?Dual-Mode?Triple-Band?Bandpass?Filters?Using?Three?Pairs?of?Degenerate?Modes?in?a?Ring?Resonator”，提出將一個圓環的簡并模通過添加微擾進行分裂，從而實現三通帶特性的濾波器。但是由于所分裂的簡并模幾乎成倍頻關系，這種濾波器的頻率受到圓環本身諧振的限制，不能自由的加以控制，因此它的頻率選擇性不夠理想。

發明內容

本發明目的在于針對上述已有技術的不足，在雙模原理的基礎上，提出一種基于多枝節加載方形諧振環的雙模三通帶濾波器,使三個通帶的頻率得以控制，以獲得更好的頻率選擇性。

為實現上述目的，本發明基于多枝節加載方形諧振環的雙模三通帶濾波器，包括介質基板、金屬接地板、兩個對稱的多枝節加載方形諧振環、輸入、輸出饋線，其特征在于：

每一個多枝節加載方形諧振環均包括一個方形金屬環、上微擾開路枝節、下微擾開路枝節、傳輸零點枝節和一對微擾金屬片；

上微擾開路枝節和下微擾開路枝節分別位于方形金屬環的兩個對角的外部，一對微擾金屬片位于方形金屬環的另外一對對角的內部，傳輸零點枝節與下微擾枝節并聯連接。

上述微帶雙模三通帶濾波器，其特征在于，方形金屬環的周長滿足：其中，L₁和L₂是方形金屬環的兩條邊長且滿足L₂≤L₁≤2L₂，λ_g為介質波導波長，c為真空中的光速，ε_e為該微帶諧振器的有效介電常數，f₀為方形金屬環的諧振頻率。

上述微帶雙模三通帶濾波器，其特征在于，上微擾枝節包括豎直微帶線和水平微帶線，這兩條微帶線連接成“L”型結構，兩條微帶線的總長度L_p1滿足：λ_g/2＜L_p1≤3λ_g/2，λ_g為介質波導波長。

上述微帶雙模三通帶濾波器，其特征在于，下微擾枝節包括豎直微帶線和水平微帶線，該兩條微帶線連接成“L”型結構，兩條微帶線的總長度L_p2滿足：λ_g/2＜L_p2≤3λ_g/2，λ_g為介質波導波長。

上述微帶雙模三通帶濾波器，其特征在于，位于下微擾枝節上的傳輸零點枝節，其長度L_s滿足：0＜L_s≤λ_g，λ_g為介質波導波長，該傳輸零點枝節用于調整第三通帶諧振頻率并在第三通帶右側產生一個傳輸零點。