T型支節加載的雙模雙通帶微帶濾波器

摘 要：提出了一種新穎的雙模雙通帶濾波器。該濾波器由帶有短截線的雙模諧振腔和半波長U型諧振器構成。設計濾波器的中心頻率為3.65 GHz/8.3 GHz。兩個通帶分別工作在S波段和X波段。源和負載的耦合是由輸入和輸出饋線之間的半波長U型諧振器引入。U型諧振器可以控制第二個通帶的帶寬。兩個額外的傳輸零點的引入提高了濾波器的選擇性和隔離度。兩個通帶的回波損耗均大于20 dB。濾波器尺寸非常小，寬為9.2 mm，長為9 mm。

關鍵詞：T型支節； 雙模雙通帶濾波器； 雙模諧振腔； U型諧振器

中圖分類號：TN6134 文獻標識碼：A 文章編號：1004373X（2012）22013002

隨著現代無線通信技術的飛速發展，雙通帶和多通帶濾波器的需求不斷增加。在快速發展的雙通帶系統中，雙通帶濾波器被認為是最重要的電路模塊之一。雙模諧振腔用來設計雙通帶濾波器可以是諧振腔的個數減少尺寸減小。均勻阻抗諧振腔中T型節［1］的引入可以使簡并模分離。T型節的長度和寬度直接影響諧振腔的耦合系數。輸入和輸出之間的半波長U型諧振器引入了交叉耦合［2］。諧振腔的第一個奇模和第一個偶模形成了第一個通帶。第二個通帶是由第二個偶模構成。提出的雙模雙通帶濾波器［35］有如下的優點：緊湊的結構、優良的性能、好的選擇性和隔離度。

1 濾波器的設計

圖1給出了短截線加載的雙模諧振腔的布局。它是由半波長開環諧振器和T型支節構成。由于結構的對稱性，該諧振器可以用奇偶模方法來分析。諧振腔工作在奇模，對稱中心面是電壁；諧振腔工作在偶模，對稱中心面是磁壁。諧振腔的第一個奇模和第一個偶模形成第一個通帶。第二個通帶是由第二個偶模組成。頻率響應曲線如圖2所示。

該雙模濾波器的中心頻率分別為3.65 GHz/8.3 GHz。采用平行耦合饋線，輸入輸出阻抗為50 Ω。提出的濾波器的尺寸如圖3所示。該濾波器印制在介電常數為9.2，厚度為1 mm的基板上。通過soonet軟件仿真的S參數曲線如圖4所示。第一個通帶和第二個通帶的回波損耗分別為-19.96 dB和-10.53 dB。兩個通帶之間的隔離很差。

平行耦合雙模諧振腔濾波器的頻率響應曲線為了增加源與負載的耦合，在雙模諧振腔的底部引入了U型半波長諧振器。濾波器的詳細尺寸如圖5所示。圖6給出了它的S參數曲線。與圖4相比，在兩個通帶之間和第二個通帶的右側各產生了一個傳輸零點。一個傳輸零點是6.175 GHz；另一個傳輸零點是8.5 GHz。兩個額外的傳輸零點增加了濾波器的選擇性和隔離度。兩個通帶的回波損耗分別是-22.37 dB和-22.13 dB。插入損耗分別為-0.359 dB和-1.096 dB。濾波器的尺度非常小。寬為9.2 mm，長為9 mm。

圖5 帶有源和負載耦合的平行耦合雙模濾波器布局圖7和圖8給出了兩個通帶的中心頻率和4個傳輸零點的電流密度分布。從圖中可以明顯看出兩個通帶的中心頻率和四個傳輸零點產生的原因。

2 結 語

本文設計了帶有源和負載的結構緊湊的微帶雙通帶濾波器。源和負載的直接耦合產生了兩個額外的傳輸零點。這增加了濾波器的選擇性和隔離度。這個濾波器可以用在無線通信系統中。

參 考 文 獻

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作者簡介： 范 彥 男，1982年出生，山西渾源人，碩士。研究方向為微波電路與系統。2012年11月15日第35卷第22期