[发明专利]基于双端短路谐振器的微带双模带通滤波器

说明书

技术领域

本发明属于电子器件技术领域，特别涉及微带双模带通滤波器，可用于无线通信系统射频前端。

背景技术

微波无线电技术对现代社会的发展产生了巨大的影响，尤其是随着微波毫米波通信业务的日益增多，频谱资源日渐紧张，频带资源划分的更细，对无线终端设备的要求变得十分苛刻。迫切要求微波滤波器向着高性能、小型化、低成本、高集成的方向迅速发展，小型化高性能微带滤波器的研究引起越来越多的注意。传统的滤波器形式如巴特沃兹和切比雪夫滤波器只有通过增加滤波器级数才能满足高选择性要求，加工出来的滤波器体积和重量相对较大，不再适合现代通信系统设计的需求。椭圆函数或交叉耦合滤波器虽然具有很好的选择性，但是设计起来相对复杂，变量不易控制。

双模谐振器因为尺寸小、带内高性能、带外高抑制等优良特性，越来越多地应用于无线通信系统高性能滤波器设计中。双模技术是微波滤波器产业中一项新兴的技术，它的优势在于：每个双模谐振腔可以使两个谐振模式同时工作在一个频点，起到了双腔级联的作用，这样就可以使滤波器在同一指标下所需的谐振器数目减半，从而实现了滤波器小型化，结构紧凑的特点。并且谐振腔内的两种模式带有自耦合，可以本能的在阻带产生传输零点，因此带外具有高选择性的优越性。基于以上特性的双模滤波器综合理论和设计技术近年来在国内外得到广泛研究。但是由于这种传统双模滤波器是一个封闭环，因而其结构形式受到很大局限，后续的扩展也都是在此基础上进行，造成实现形式单一，带宽难以展宽的缺陷，不能满足现代通信系统对滤波器带宽设计灵活多变的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提出一种基于双端短路谐振器的双模带通滤波器，以灵活实现多种结构形式的变形，使带宽展宽到30％以上，满足现代通信系统对滤波器带宽设计灵活多变的需求。

实现本发明目的的技术关键是在双端短路微带谐振器中心位置加载一个短路枝节，以实现双端短路微带谐振器中两种模式的耦合，通过调节短路枝节的长度达到滤波器设计所需带宽。其技术方案有如下三种：

技术方案1：

本发明基于双端短路谐振器的微带双模带通滤波器，包括一对输入输出“T”形馈线、微带介质板、金属接地板和微带谐振器，一对输入输出“T”形馈线和微带谐振器设置在金属接地板上方的微带介质板上，其特征在于：

谐振器采用直线型的双端短路结构，且中心处加载有短路微带枝节，以实现双端短路谐振器中两种谐振模式的耦合；

一对输入输出“T”形馈线水平放置在微带谐振器的一侧，且两者之间形成大小满足0＜g＜10mm的缝隙，以产生馈线之间的耦合，增加带外传输零点，实现带外性能的高抑制性。

所述的微带双模带通滤波器，其特征在于，直线型微带谐振器的长度满足：其中，λ_g为介质波导波长，c为真空中的光速，ε_e为该直线型微带谐振器的有效介电常数，f₀为直线型微带谐振器的谐振频率。

所述的微带双模带通滤波器，其特征在于，中心加载短路枝节(12)，是宽度为w₁、长度为L₂的短路微带线，L₂满足：0＜L₂＜λ_g/4；w₁满足：w₁＝L₁/2-L₃。

所述的微带双模带通滤波器，其特征在于，缝隙产生于一对“T”型馈线的末端处，缝隙大小满足：0＜g＜10mm。

技术方案2：

本发明基于双端短路谐振器的微带双模带通滤波器，包括一对输入输出馈线，微带开口谐振环，其特征在于，微带开口谐振环采用折叠型的双端短路结构，且中心处加载有短路枝节，以实现折叠型微带开口谐振环中两种谐振模式的耦合；一对输入输馈线垂直放置在折叠型微带开口谐振环的一侧，且一对输入输出馈线末端位置形成大小满足0＜g＜10mm的缝隙，以产生馈线之间的耦合，增加带外传输零点，实现带外性能的高抑制性。