[發(fā)明專利]一種微波四頻帶通濾波器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410167042.4
• 申請(qǐng)日: 2014-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103956545A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔晨煒;劉云;許衛(wèi)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P1/203
• 分類號(hào): H01P1/203
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多頻帶通濾波器領(lǐng)域，尤其涉及一種四頻帶通濾波器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有多頻帶通濾波器的實(shí)現(xiàn)方案一般有以下幾種：

1)多個(gè)單通帶濾波器并聯(lián)方案。使用多組諧振器實(shí)現(xiàn)多頻帶通濾波器，每一組諧振器分別實(shí)現(xiàn)一個(gè)通帶，有單獨(dú)或共用的耦合網(wǎng)絡(luò)。這種多頻帶通濾波器實(shí)際使用了數(shù)量幾倍于單通帶濾波器的諧振器，再加上要安排復(fù)雜的耦合網(wǎng)絡(luò)，電路結(jié)構(gòu)安排非常局促，如果要實(shí)現(xiàn)高階多頻帶通濾波器則電路結(jié)構(gòu)的安排會(huì)更為困難。該濾波器的電路效率低，且尺寸較大。

2)帶通、帶阻濾波器級(jí)聯(lián)方案。分別設(shè)計(jì)一個(gè)帶通濾波器和一個(gè)帶阻濾波器，將它們級(jí)聯(lián)可實(shí)現(xiàn)雙頻帶通濾波。該方案分別設(shè)計(jì)了兩個(gè)不同的濾波器，比較繁瑣。而且將兩個(gè)濾波器級(jí)聯(lián)，其總體積較大。

3)多模諧振器(例如階梯阻抗諧振器SIR)方案。多模諧振器的多個(gè)諧振模式用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)通帶。該方案的優(yōu)點(diǎn)是電路效率高，但是設(shè)計(jì)難度較大。多個(gè)通帶使用同一套耦合網(wǎng)絡(luò)，很難同時(shí)達(dá)到各個(gè)通帶所需要的耦合系數(shù)，因此難于分別控制各通帶的帶寬。

4)帶通、帶阻濾波器互嵌方案。該方案將無(wú)電容加載的階梯阻抗諧振器和有電容加載的階梯阻抗諧振器交替加載到一條主傳輸線上。該方案優(yōu)點(diǎn)是電路緊湊，但需另外焊接電容，電容的容值誤差會(huì)影響通帶性能，其調(diào)試難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)背景技術(shù)中的缺陷，提供一種微波四頻帶通濾波器，以解決耦合結(jié)構(gòu)復(fù)雜、帶寬不易調(diào)節(jié)等問(wèn)題，同時(shí)避免了加載電容等元器件，僅使用PCB工藝即可實(shí)現(xiàn)，無(wú)需調(diào)試。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

一種微波四頻帶通濾波器，包含至少N個(gè)雙模諧振器和N-1個(gè)雙頻帶阻單元，N為大于等于2的自然數(shù)，所述雙頻帶阻單元依次加載于所述雙模諧振器之間、通過(guò)連接線與所述雙模諧振器連接。

作為本發(fā)明一種微波四頻帶通濾波器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述雙模諧振器由一個(gè)短路短截線和一個(gè)開(kāi)路短截線并聯(lián)而實(shí)現(xiàn)。

作為本發(fā)明一種微波四頻帶通濾波器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述雙頻帶阻單元由兩個(gè)不同開(kāi)路短截線并聯(lián)而實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1.電路簡(jiǎn)潔，不需要使用復(fù)雜的耦合網(wǎng)絡(luò)，電路互嵌形式，使得電路緊湊，電路面積使用效率高；

2.可以較方便地調(diào)節(jié)各通帶的中心頻率和帶寬；

3.通帶之間存在傳輸零點(diǎn)，所以具有較大的隔離度；

4.可使用PCB工藝，以微帶電路形式加工實(shí)現(xiàn)，無(wú)需調(diào)試。

附圖說(shuō)明

圖1是雙頻帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是雙頻帶阻單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明四頻帶通濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明四頻帶通濾波器的實(shí)例圖；

圖5是本發(fā)明仿真的傳輸特性曲線和反射特性曲線。

圖中，1-雙模諧振器、2-雙頻帶阻單元、3-連接傳輸線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

圖1給出了一種雙頻帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。雙模諧振器由一短路短截線和一開(kāi)路短截線并聯(lián)而成，其兩個(gè)諧振模式分別用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通帶的大致頻率。相鄰雙模諧振器通過(guò)傳輸線作耦合產(chǎn)生兩個(gè)通帶。通過(guò)調(diào)節(jié)短路短截線和開(kāi)路短截線的特性阻抗、電長(zhǎng)度可以優(yōu)化設(shè)計(jì)通帶的中心頻率和帶寬。

圖2是雙頻帶阻單元結(jié)構(gòu)示意圖。它是由兩個(gè)不同的開(kāi)路短截線并聯(lián)組成。每個(gè)短截線，當(dāng)其長(zhǎng)度在一定頻點(diǎn)為四分之一波長(zhǎng)時(shí)，其輸入阻抗為零，相當(dāng)于短路。每個(gè)雙頻帶阻單元在加載到雙頻帶通濾波器的主傳輸線上時(shí)，在雙頻帶通濾波器的兩個(gè)通帶內(nèi)，每個(gè)加載點(diǎn)處都相當(dāng)于短路，會(huì)形成兩個(gè)傳輸零點(diǎn)。通過(guò)調(diào)節(jié)雙頻帶阻單元每個(gè)開(kāi)路短截線的特性阻抗和電長(zhǎng)度，可控制兩個(gè)傳輸零點(diǎn)所在的頻點(diǎn)位置。

圖3是本發(fā)明的四頻帶通濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。它是將圖2中的雙頻帶阻單元嵌入到圖1中的雙頻帶通濾波器中，形成一個(gè)雙模諧振器和雙頻帶阻單元交替加載到主傳輸線上的濾波結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)雙頻帶阻單元兩個(gè)開(kāi)路短截線的特性阻抗和電長(zhǎng)度的大小，使其產(chǎn)生的兩個(gè)抑制頻點(diǎn)分別落在雙頻帶通濾波器的兩個(gè)通帶中。最終若干個(gè)這樣的雙頻帶阻單元會(huì)在雙頻帶通濾波器的兩個(gè)通帶中各自形成一個(gè)阻帶，從而將兩個(gè)通帶分別一分為二，形成四個(gè)通帶，實(shí)現(xiàn)四頻帶通濾波器。最終的四頻帶通濾波器的電路參數(shù)可通過(guò)仿真軟件優(yōu)化提取。