[发明专利]内嵌式微带谐振器、宽抑制滤波器及其设计方法

说明书

本发明公开了一种内嵌式微带谐振器，包括：第一低阻抗块、高阻抗块和第二低阻抗块；第一低阻抗块为块状结构内部作掏空处理，第二低阻抗块为块状结构，高阻抗块为蜿蜒线结构；第二低阻抗块和高阻抗块位于第一低阻抗块内，高阻抗块与两个低阻抗块相连。通过调节三个阻抗块的长度之和，调节谐振器的中心频率；通过调节第二低阻抗块的长度l和/或宽度w，调节谐振器的第一寄生频率f_s与基频f₀的比值；通过改变相邻内嵌式微带谐振器间的距离来改变各节滤波的耦合系数。本发明还提供了一种采用该内嵌式微带谐振器构成的宽抑制滤波器及其设计方法，能够设计出高性能、小型化的滤波器。

技术领域

本发明属于微波工程技术领域，具体涉及一种内嵌式微带谐振器、一种采用该内嵌式微带谐振器设计的宽抑制滤波器，还有该宽抑制滤波器的设计方法。

背景技术

无线通信技术的迅速发展，随着越来越多的通信频段资源被开发利用，以及越来越多的通信设备被投入使用，空间电磁场环境也变的比以往更加复杂，射频干扰问题日趋严重。高性能的微波接收机前端的需求日益迫切，滤波器作为是微波接收机前端的核心器件之一，起着选频和抗干扰方的作用，小型化、高性能的滤波器一直是目标要求。

理想的滤波器能够让特定频率范围内的信号，在通过它后，无衰减的传输；其余频率范围的干扰信号，通过它后，完全不能传输。实际滤波器的通带响应，只能尽可能的去接近这个要求。超导材料的使用，可以有效地提高滤波器的选频的性能，然而，作为平面微带器件，超导滤波器与常规滤波器一样，同样需要面对寄生通带带来的射频干扰问题。如果滤波器的通带频率为f₀，那么当频率为2f₀，3f₀…N f₀时，会形成凸起的谐振峰，构成寄生通带，影响滤波器的抗干扰能力。通带外的干扰信号通过这些寄生通带，进入接收前端时会危害整个系统的工作性能。因此，高温超导滤波器的宽抑制特性研究具有重要意义。

文献[1]中，将一个带阻滤波器插入到带通滤波器中，以实现宽阻带抑制，这种级联的方法会增大器件的尺寸，不利于小型化的目标要求；另外，系统中滤波器个数的增多，还会增大滤波器的插入损耗，让通过的有用信号发生衰减，影响接收机的整体工作性能，不利于高性能的目标要求。

文献[2]中，使用了非对称阶跃阻抗谐振器，通过交错倍频的方法实现宽抑制滤波器，该方法通过调节各个谐振器的谐振峰，让倍频均匀分布，从而达到宽阻带的效果，抑制度可以达到20dB以上，但是该方法只是让寄生谐振谐频互相交错，未能移动或直接消除谐振峰，所以通常抑制度不够高，另外，每个谐振器都需要进行设计和调节，增加了设计的复杂度。

其中文献[1]为：Quendo C,Rius E,Person C,et al.Integration of optimizedlow-pass filters in a bandpass filter for out-of-band improvement.IEEETransactions on Microwave Theory&Techniques,2001,49(12):2376–2383.

文献[2]为：Haiwen Liu,Baoping Ren,Shen Li,Xuehui Guan,Pin Wen,XiangXiao,Yang Peng,High-Temperature Superconducting Bandpass Filter UsingAsymmetric Stepped-Impedance Resonators With Wide-Stopband Performance,IEEETransactions on Applied Superconductivity,2015,25(5).

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种内嵌式微带谐振器，体积小；通过进行拓扑构造，可以设计出高性能、小型化的宽抑制滤波器。