[发明专利]一种滤波器及滤波器的传输零点调节方法

说明书

本发明的滤波器，包括滤波器主通路及以附加耦合方式接入输入、输出端的能量吸收耦合单元，能量吸收耦合单元由两个频率相同或相近且具有耦合的谐振器组成。本发明的滤波器可以通过一次附加耦合直接产生一对(两个)传输零点，甚至产生多对传输零点，由此可以大大减小滤波器的物理尺寸，同时也就解决了无交叉耦合但可以实现滤波器传输零点的关键问题。适当调整能量吸收耦合单元中各谐振器的频率，还可以实现传输零点的非对称分布，解决了传输零点任意分布的问题。同时，本发明的滤波器对谐振器结构已经没有了限制，因此所有谐振器均可采用同一种形状，也无需引入耦合交叉线，整个设计过程犹如传统的切比雪夫滤波器的设计过程一样，变得比较简单。

技术领域

本发明涉及滤波器件技术领域，具体涉及一种无交叉耦合但具有传输零点的滤波器设计以及此类滤波器的传输零点调节方法。

背景技术

强抗干扰能力已经成为当代通信系统极为重要的性能之一。无线通信系统中，干扰主要来源于各种频率与通带频率相近的电磁波，尤其是邻频信号。干扰会导致通信基站的覆盖范围缩小，通信容量急剧下降，信号质量大幅下降，干扰严重时甚至会致使通信系统陷于瘫痪。对于新一代数字通信系统，各种干扰带来的负面影响将更为严重，主要是因为高速宽带数据传输更容易受到干扰的破坏，例如和语音传送相比，图像数据传送能够承受的误码率至少应小4个数量级。为了尽可能地提高频率资源的利用率和更有效地抑制邻频信号的干扰，现代通信接收前端常采用具有椭圆函数(或准椭圆函数)特性的滤波器。

椭圆函数滤波器可以获得优异的带外抑制特性，有效避免邻频信号的干扰。为了尽可能减小器件体积，大多工程师已经放弃传统的双列滤波器拓扑结构，而采用耦合交叉线来实现非相邻谐振器之间的耦合，并以此实现具有陡峭带边截止特性的椭圆函数滤波器设计。但利用交叉线来实现非相邻谐振器之间的交叉耦合面临几个问题：

(1)利用交叉线实现的耦合大多属于电场耦合，为了实现滤波器的准椭圆函数特性，就要求主通路中与之配对的耦合必定为磁场耦合，这就使谐振器的结构选取会受到一定限制。

(2)为了避免交叉线在实现期望的交叉耦合的同时不与不相关的谐振器间产生不必要的附加耦合，往往需要对滤波器的拓扑进行优化调整，并采用一些结构非常特殊的谐振器和特殊的耦合结构，有时还不得不对谐振器进行错位排列，这就不利于滤波器的小型化设计。有时即便采用了一些特殊的结构，也很难完全避免这些寄生的附加耦合，使得滤波器的设计变得比较困难。

(3)对于作为滤波器优选特例的高温超导滤波器而言，电路整体平面尺寸规模也是影响电路性能及成本的关键因素，并且由于超导材料存在特殊的晶格特性，即便采用特殊的高精度光刻加工工艺，也要求电路线宽和线间缝隙宽度都不能太小，以尽可能减小加工误差对器件性能的影响。因此利用交叉线比较难以实现谐振器之间的强耦合，也就难于实现相对带宽较大的滤波器设计。尤其是工作频率比较低且要求器件小型化时，难度就更大。即使是设计窄带滤波器，由于加工工艺条件的限制，也使得带有耦合交叉线的滤波器加工成品率比较低，加工重复性也不理想。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明将提供一种无交叉耦合但具有传输零点的滤波器设计方案，以及所述滤波器的传输零点调节方法。

本发明的技术方案是这样实现的，一种滤波器，包括滤波器主通路，其特征在于，所述滤波器还包括以附加耦合方式接入主通路输入、输出端的能量吸收耦合单元，所述能量吸收耦合单元由两个频率相同或相近且具有能量耦合的谐振器组成。

优选方案，能量吸收耦合单元两个谐振器的谐振频率均等于滤波器的中心频率。

优选方案，能量吸收耦合单元两个谐振器的谐振频率为不同值。

优选方案，外部输入、输出端采用直接耦合的方式与滤波器主通路的谐振器进行能量耦合于直接耦合点，再利用离直接耦合点相距90°电长度的耦合点与能量吸收耦合单元以间接耦合的方式进行非接触式能量耦合。