[發明專利]對角耦合盒型拓撲結構的四階微帶帶通濾波器

有效

• 申請號: 202010934586.4
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112072229B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 劉慶;周東方;劉起坤;張德偉;呂大龍;魏進進;張毅;鄧海林;東珂;李建兵;劉樂峰;余道杰;熊正鋒;何中陽;安娜;姚振寧;王顯;卞晨閣;唐敏;付宇璠
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 石丹丹

本發明屬于微波技術領域，特別涉及一種對角耦合盒型拓撲結構的四階微帶帶通濾波器，包括三個并排呈階梯狀的直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器、一個位于三個直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器上方的階梯阻抗微帶線諧振器以及輸入輸出饋線；所述三個直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器相互之間存在縫隙，所述階梯阻抗微帶線諧振器與三個直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器之間存在縫隙。本發明不僅可以實現兩個有限傳輸零點按需配置的特性，包括非對稱頻率響應、近似橢圓響應和線性相位響應，還可實現產品小型化。

技術領域

本發明屬于微波技術領域，特別涉及一種對角耦合盒型拓撲結構的四階微帶帶通濾波器。

背景技術

微波濾波器作為選頻器件，廣泛應用于通信系統前端電路。隨著無線通信技術的飛速發展，通信系統對射頻前端電路的重量、體積、集成度和電氣性能等提出越來越高的要求。

為了實現提高濾波器通帶的選擇性，在非毗鄰的諧振器之間增加交叉耦合路徑，從而在濾波器通帶兩側實現有限傳輸零點(finitetransmissionzeros,FTZs)。

基于傳統三角元件耦合拓撲結構可以實現一個三階濾波器，并實現一個FTZ，當交叉耦合系數為正時，在通帶上方產生一個FTZ；當交叉耦合系數為負時，在通帶下方產生一個FTZ?；趥鹘y四角元件耦合拓撲結構可以實現一個四階濾波器，并實現兩個關于中心頻率對稱的FTZs，當耦合系數為正時，兩個FTZs位于S域實軸，提高濾波器通帶傳輸系數相位的線性度；當耦合系數為負時，兩個FTZs位于S域虛軸，提高濾波器通帶的選擇性。

因此，基于傳統三角和四角拓撲結構設計的濾波器，有限傳輸零點只能位于通帶一側任意位置，或通帶兩側對稱分布。實現不同的非對稱響應時，需要改變耦合符號，需要重新設計物理結構。而對于已經建好的仿真模型，改變響應類型，需要重新建模，過程繁瑣，增加時間成本。

為了實現有限傳輸零點位置能夠按需配置的濾波器，采用雙模方形環和單模諧振器組合實現盒型拓撲結構微帶帶通濾波器，例如文獻“Q.Liu,D.Zhou and D.Zhang,Generalised Chebyshev function bandpass filters in box-like topologies basedon the properties of dual-mode loop microstrip resonator,IET Microwaves,AntennasPropagation,vol.13,no.10,pp.1515-1521,14 8 2019.”但是對角耦合強度不易控制，且方形環諧振器占用較大的尺寸，不利于濾波器小型化。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出了一種對角耦合盒型拓撲結構的四階微帶帶通濾波器，不僅可以實現兩個有限傳輸零點按需配置的特性，包括非對稱頻率響應、近似橢圓響應和線性相位響應，還可實現產品小型化。

為解決上述技術問題，本發明采用以下的技術方案：

本發明提供了一種對角耦合盒型拓撲結構的四階微帶帶通濾波器，包括三個并排呈階梯狀的直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器、一個位于三個直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器上方的階梯阻抗微帶線諧振器以及輸入輸出饋線；所述三個直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器相互之間存在縫隙，所述階梯阻抗微帶線諧振器與三個直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器之間存在縫隙。

進一步地，所述四階微帶帶通濾波器以中心垂直線成鏡像對稱結構。

進一步地，所述三個并排呈階梯狀的直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器從左至右依次為第一直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器、第二直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器和第三直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器；所述第一直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器和第三直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器具有相等的底邊長，記為L₂，第二直角端短路的等腰直角三角形貼片諧振器的底邊長記為L₁。