[发明专利]四阶交叉耦合带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种微波微带滤波器，具体的说，涉及的是一种高频率选择性、宽阻带四阶交叉耦合带通滤波器。

背景技术

具有小体积、高频率选择性、宽阻带的微带带通滤波器，作为无线通信系统前端的重要器件，越来越受到研究人员的关注。

高频率选择性是指滤波器的频率响应的通带与阻带之间的过渡非常迅速，在通带与阻带间引入传输零点将大大改善滤波器的频率选择性。Hong J-S等人在1996年提出一种开环四阶交叉耦合带通滤波器（J. S. Hong, and M. J. Lancaster, “Couplings of microstrip square open loop resonators for cross-coupled planar microwave filters,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 44, no. 12, pp. 2099-2109, Dec. 1996.），该滤波器通过引入交叉耦合使得信号从滤波器的输入端传输到输出端不仅通过主耦合路径，还通过了交叉耦合路径，电磁信号在某一频点幅度相同、相位相反，从而产生传输零点，改善了频率选择性。在此之后，陆续有研究人员设计出性能更加优越的四阶交叉耦合滤波器，如“Miniaturized cross-coupled filter with second and third spurious responses suppression,” IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 15, no. 2, pp. 122–124, Feb. 2005.作者用四个阶梯阻抗谐振器代替四个均匀阻抗谐振器并添加谐波抑制单元，虽然耦合拓扑结构与1996年Hong J-S提出的滤波器相同，却很好地抑制了二次和三次谐波。遗憾的是，通带两侧的零点数目没有增加，谐振器的数目没有减少，结构不够紧凑。

寄生通带的存在会影响单通带滤波器的阻带抑制特性，所以谐波抑制也是近来研究人员关注的热点问题。为了获得宽阻带，阶梯阻抗谐振器以及缺陷地结构常常被应用于滤波器设计当中。但是一旦阶梯阻抗谐振器或者缺陷地结构的尺寸发生变化往往会对滤波器的通带性能产生较大的影响，不便于设计。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种四阶交叉耦合带通滤波器，该滤波器将一双模谐振器内置于两个相互耦合的半波长谐振器之间，结构紧凑，节约面积，同时采用非对称馈电方式以及增加带阻结构，使得该滤波器具有高频率选择性和宽阻带特性。

本发明是通过以下的技术方案实现的，本发明包括：输入馈线、输出馈线、带阻结构、两个对置的第一、第二谐振器，在所述第一、第二谐振器的内部耦合了一个双模的第三谐振器；所述第一谐振器和第二谐振器为物理尺寸完全相同的开路环结构，长度为滤波器中心频率的半波长，两半波长谐振器间留有间距，构成耦合结构，用于实现级间信号的耦合；所述第三谐振器为一个中心加载谐振器，包括开口型微带线和T型结构，开口型微带线的长度为滤波器中心频率的半波长，所述第三谐振器内嵌于两个半波长谐振器内，构成交叉耦合；所述输入馈线、输出馈线分别连接在第一谐振器、第二谐振器上，采用非对称馈电方式；所述带阻结构加在输入馈线、输出馈线上。

本发明的四阶交叉耦合滤波器与现有技术相比，具有以下优点：

（1）第三谐振器被置于两个对置第一、第二谐振器的内部，并不增加额外的面积，因而本发明滤波器结构紧凑，空间利用率高，容易加工。

（2）采用非对称的馈电方式，在通带两侧多产生了两个传输零点，提高了滤波器的频率选择性。

（3）在输入、输出馈线上增加带阻结构，有效地抑制了谐波，实现了宽阻带。

（4）本滤波器的地面是完整的地，可以有效地防止信号泄露，并且易于和其他微带电路集成。

附图说明

图1 是本发明实施例的滤波器的结构布局示意图；

图2 是本发明实施例中心加载的谐振器的结构示意图；

图3 是本发明实施例中用到的带阻结构的结构示意图；

图4 是本发明实施例的滤波器实施例的频率响应曲线。

具体实施方式