[實用新型]一種高選擇性的三模單腔帶通濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520169418.5
• 申請日: 2015-03-24
• 公開（公告）號: CN204516874U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王世偉;郭在成;褚慶昕
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P1/207
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種帶通濾波器，尤其是一種高選擇性的三模單腔帶通濾波器，屬于無線通訊領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，頻譜資源變得越來越稀缺，為了能夠更加有效地利用有限的頻譜資源，對分隔頻率的要求也就越來越高，微波濾波器作為一種重要的微波選頻無源器件，其發(fā)展也越來受到越來越多的重視。

從二十世紀七十年代開始，矩形諧振腔就被用來設(shè)計微波濾波器，因其具有選擇性高、損耗低、功率容量大等優(yōu)點而廣泛用于軍事、衛(wèi)星、數(shù)字電視廣播、基站等現(xiàn)代通信中。采用矩形諧振腔來設(shè)計濾波器的原理主要是利用諧振腔里的多模特性，也即是TE₁₀、TE₀₁和TM₁₁這三個模式，因此單腔設(shè)計出來的濾波器在通帶內(nèi)一般都具有三個極點。所以，利用矩形諧振腔來設(shè)計微波濾波器的關(guān)鍵問題是怎樣激勵出腔體里的三個模式，具體來說主要涉及到濾波器的饋電方式和腔體內(nèi)模式間的耦合。就饋電方式而言，最常見的是波導(dǎo)饋電和同軸線饋電；就腔體內(nèi)模式間的耦合方式上，常見的方法有切邊框、加枝節(jié)、設(shè)置非諧振器等，這些方法要么改變了腔體的結(jié)構(gòu)，增加了制作成本，要么結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

波導(dǎo)和同軸線饋電不僅制作成本高，而且不易與其他微波器件連接，采用微帶饋電結(jié)構(gòu)的實例很少，且大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

如上所述，利用腔體制作帶通濾波器的關(guān)鍵是怎樣激勵出腔體里的TE₁₀、TE₀₁和TM₁₁這三個模式，也即是怎樣激勵和控制這三個模式間的耦合和腔體間的耦合，不同的結(jié)構(gòu)有不同的方法，如下：

1)一種最常見的結(jié)構(gòu)由G.Lastoria等人于1998年在IEEE?MICROWAVE?AND?GUIDED?WAVE?LETTERS期刊上提出了，發(fā)表了題為《CAD?of?Triple-Mode?Cavities?in?Rectangular?Waveguide》一文，根據(jù)其仿真結(jié)果，可以知道通帶內(nèi)有三個極點，代表三個模式(TE₁₀、TE₀₁和TM₁₁)，帶內(nèi)回波損耗低于20dB。

2)利用1)所述的結(jié)構(gòu)單元，M.Mattes等人于2000年在IEEE?MTT-S?Digest上發(fā)表了題為《Six-pole?triple?mode?filters?in?rectangular?waveguide》的文章，將1)所述結(jié)構(gòu)的兩個結(jié)構(gòu)單元進行級聯(lián)，設(shè)計出一款六階濾波器，由于在級聯(lián)的兩個結(jié)構(gòu)單元中引入了交叉耦合(通過中間矩形孔實現(xiàn))，所以可以在帶外得到一對傳輸零點。根據(jù)其仿真結(jié)果，可以知道通帶內(nèi)有六個極點，通帶外有一對傳輸零點。傳輸零點的引入改善了濾波器的選擇特性。

3)Chi?Wang等人于2001年在IEEE?MTT-S?Digest上發(fā)表題為《A?practical?triple-mode?monoblock?bandpass?filter?for?base?station?applications》文章提出的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與2)所述結(jié)構(gòu)相似，通過級聯(lián)兩個結(jié)構(gòu)單元，從而引入交叉耦合實現(xiàn)帶通濾波器的六個模式和雙零點特性，唯一的不同之處在于饋電，此結(jié)構(gòu)是通過同軸線饋電。

4)Kenichi?Konno等人于2001年在IEEE?MTT-S?Digest上發(fā)表題為《A?compact?elliptic-function?BPF?using?triple-mode?cavities?for?terrestrial?digital?television?transmitters》的文章，提出了該結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)值得關(guān)注的地方在于它怎樣控制腔體間的耦合，于引入了兩對交叉耦合，所以可以得到兩對傳輸零點，從響應(yīng)結(jié)果看來，兩對傳輸零點的產(chǎn)生使濾波器的選擇性和帶外特性都很好。

以上四種帶通濾波器都是基于矩形諧振腔，是比較常見的設(shè)計方法，從饋電上來看，主要是矩形波導(dǎo)饋電和同軸線饋電。設(shè)計的關(guān)鍵在于怎樣控制模式間的耦合與腔體之間的耦合，耦合控制好了，就能得到很好的特性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高選擇性的三模單腔帶通濾波器，該濾波器結(jié)構(gòu)簡單，通過微帶線進行饋電，不僅降低了成本，而且易于與其他器件集成。

本實用新型的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到：