[发明专利]四带通滤波器

说明书

本发明公开了一种结构简单的四频带通滤波器，其中滤波器采用多枝节加载四模谐振器构成。该滤波器结构采用源‑负载单指端耦合结构，左右对称，且面积较小；谐振器有4条相对可控的谐振路径，滤波器产生四个中心频率不同的通带，且滤波器可以改变相应的谐振路径长度来调节各自频带位置；馈线与传输线以电容耦合的形式使滤波器工作，信号输入端口和信号输出端口分别设置在滤波器左右两侧，致使滤波器损耗较低且具有实用性；本发明提供了一种四频带通滤波器结构，滤波器结构简单，通带中心频率易控，损耗较低，性能良好。

技术领域：

本发明涉及到微波通信领域，是一种创新设计、结构简单，并可用于微波电路进行滤波且性能良好的四带通滤波器。

背景技术：

随着现代无线通信领域多频段运营的需求，多频带通滤波器已经成为通信系统前端射频的关键组成部分。过去有许多用不同技术制成的双频带或三频带滤波器。因为四频带通滤波器通带频率不易控制，所以此类研究并不多。

滤波器在微波电路中一直扮演着重要的角色，并且电磁波的频谱是有限的（微波的波长范围为1m到1mm，其频率范围在300MHz到300GHz），且须按照应用加以分配。滤波器作为一种选频装置，其根本功能在于抑制不需要的频段的信号，而使需要的频段信号顺利通过。理想的滤波器应该是这样一种二端口网络：在通带范围内它能使信号完全传输，而在阻带范围内他使信号完全不能传输。

从实用的角度出发，对所有手持式电子设备，如便携移动电话等，微型化是一个重要的研究课题。微波滤波器小型化通常采用的几种方法：1、采用高介电常数材料减小滤波器的尺寸。2、采用慢波结构设计微带滤波器。3、采用多层技术减小滤波器的体积。4、采用四模谐振器设计滤波器等。

由于微带谐振器易于和其它微波电路集成的优点，成为目前开发微波元器件的热点。常用微带谐振器可以是圆形、方形、环形、T形、十字形或折线等形式。四模谐振器是微波带通滤波器小型化最有效的手段之一，其原理在于：在普通谐振器的基础上采用开/短路多枝节加载，使谐振器形成四个谐振模式，四种谐振模式使谐振器具有四个传输路径，可使得滤波器频带的中心频率可控，四个传输路径如用同一部分传输路径就可达到滤波器结构紧凑的目的，满足小型化的要求。另外，不同枝节之间的耦合可使带宽可控。通过改变枝节线的长度和谐振器之间的耦合间隙大小来设计滤波器，结构简单。主要包括波导四模谐振器、介质四模谐振器和微带四模谐振器。

发明内容：

为了满足微波电路技术发展的需求，本发明的主要目的是，提供一种新型拓扑结构的四通带通滤波器设计。为了实现上述目的，本发明所使用的技术方案如下：

本发明提供一种新型拓扑结构的四通带通滤波器。由于对于实际情况，很难或无法用麦克斯韦方程从理论上来证明，而只能采用数值方法来证明。学术和工程上常采用的方法是利用商用的高频电磁仿真软件进行电磁仿真来证明、优化。

商用的高频电磁仿真软件有多种，我采用的是HFSS对提出的四通带通滤波器结构进行优化。再将优化的结构制成样品，对样品测试，用实验的方法证实该滤波器拓扑结构。

本发明是一种基于开路和短路枝节的两个谐振器的四通带通滤波器。采用介电常数ɛ_r=2.65，介质厚度h=1mm的材质进行仿真优化。本发明新型结构的实际尺寸为16.04mm*23.51mm，其中馈线宽度为2.8mm。