[发明专利]多模谐振器及其双频带滤波器

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种耦合线多模谐振器以及由此多模谐振器构成的双频带滤波器。

技术背景

随着无线通信产品的普及以及需求的提升，无线电子技术日新月异，新的通信体制不断提出与更新。为了提高系统的集成度，单个收信机与发信机能够兼容不同的通信模式的多模收信机与发信机成为技术趋势。在双模通信系统，双频带滤波器器件成为研究的重点之一，作为通信系统的组成部分，在系统功能实现、系统测试等不同场合都发挥了重要的作用，如提取有用的电磁波信号，压制杂讯信号，增加通信信号之间的隔离度都可以通过滤波器实现。

在各类专利和科研文献中提出了不同的双频滤波器的结构，其主要实现方式以下两种方式，第一种方式是：应用多个谐振器，谐振在两个不同的频点，两个谐振器相互耦合，并通过统一的馈电端口实现双频滤波特性；第二种方式，应用单个多模谐振器，多模谐振器能够产生多个谐振模式，一般而言双频带滤波器需要产生四个谐振模式的多模谐振器构成，且这四个模式的谐振频率可以独立控制。第一种方式由于其两个谐振器的独立性，一方面可以独立调节各个频带的特性，但是另一方面滤波器的组合形式也造成了电路面积偏大，不利于通信系统的轻小型化；第二种方式能够得到较紧凑的双频滤波器带通，但是多模模谐振器产生的多个模式比较难以独立控制，两个频带的频带比(第二通带的中心频率除以第一铜带的中心频率)可调范围一般都比较小，限制了其应用。

多模谐振器一般有以下几种方式，第一种方式是在环形谐振器或者块状谐振器上加上多个谐振器扰动，形成多模谐振，第二种方式是阶梯阻抗谐振器加多个分支线。第一种方式一般难以得到综合的双频带滤波器设计方法，即难以得谐振频率的闭合数学解，而且电路面积较大且选择性不够好；第二种方式应用分支线的方法一般可以得到闭合的谐振频率的解，但是两个频带的中心频率比的可调范围较小。

在中国发明CN103579722A公布了一种平面的双频带滤波器，滤波器由一对阶梯型阻抗谐振器构成，通过自耦以及接地结构产生多个传输零点即双频带响应，但是滤波器的面积相对较大，两个频带的频率比可调范围较小，且较难以获取闭合的谐振频率的解。

因此需要一种既保持小的电路面积，通带特性可以独立调整，又能获取较好的通带隔离度的双频微带滤波器。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的主要目的在于克服现有多模谐振器技术的不足和缺点，提供一种占用电路面积小，谐振频率可以相对独立控制的多模谐振器，并且由此多模谐振构成一种选择性好，双频带可调比范围大的双频带滤波器。

为达到上述目的，本发明的多模谐振器，包括一基片，在所述的基片中部设有传输线，在所述的传输线两侧的基片上轴对称设有第一耦合线与第二耦合线；其中，第一耦合线的输入端口一、第二耦合线的输入端口一与传输线的端口一相接；第一耦合线的隔离端口一、第二耦合线的隔离端口一与第一传输线的端口一相接；第一耦合线和第二耦合线的隔离端口和直通端口开路。

优选地，所述的第一耦合线和第二耦合线的电长度与耦合系数相同

为达到上述目的，本发明的双频带滤波器，包括上述的多模谐振器，在所述的第一耦合线与第二耦合线外侧的基片上轴对称设有第一U形馈电线与第二U形馈电线。

优选地，所述的U-形馈电线，由第二传输线、第三传输线、第四传输线、第五传输线构成。第二传输线的两个端口分别与第三、第四传输线的一个端口相连，第三、第四传输线的另一个端口都开路。第五传输线的一个端口作为滤波器信号输入端，另一端口连接到第二传输线的中间位置。第二、第三、第四传输线组成U字形状的传输线，围绕多模谐振器，加强第一馈电线与多模谐振器之间的信号耦合。

本发明与现有技术的对比，主要有以下特点和优势：

1、本发明应用耦合线作为多模谐振器，通过耦合系数调节谐振频率的相对位置，构成的双频带滤波器的频率比范围比传统的技术要大。

2、本发明中的微带线的耦合结构作为滤波器信号输出通路的一部分能够自然生成多个传输零点，增加了通带之间的隔离度。同时U-形馈电线可以引入额外的传输零点，这是因为U-型馈电线的两臂相当于两段开路线，在其四分之一波长频带处相当于短路，产生零点。从而增加的滤波器的隔离特性。

3、本发明电路结构十分紧凑，占用的电路面积很小。

附图说明

图1是本发明中多模谐振器的实施例的结构示意图。

图2是本发明中双频带滤波器实施例的示意图。

图3为图1所示多模谐振器的实施例的奇模谐振等效电路。