[发明专利]基于平行耦合线结构的三频带滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种带通滤波器，尤其涉及一种具有可控带宽和可调中心频率的三频带滤波器。

背景技术

目前市场对多模多频带通信系统的需求产生了对多带滤波器的需求。以前的耦合线滤波器只专注于谐振器的第一个谐振频率设计，实现多频带需要分别设计多个滤波器，在费用和空间占用上都比较浪费。

为了让多个频带共享同一个谐振器，需要使用谐振器的高次谐振频率。传统的均匀阻抗谐振器只工作在第一谐振频率f₀，其高次谐振频率固定在2f₀，3f₀…上。1997年M.Makimoto，S.Yamashita教授在IEEE Transactions MicrowaveTheory Techniques的第45期上综合报道了阶跃阻抗谐振器(三段式)，这种谐振器可以通过调整各段传输线的阻抗去改变高次谐振频率。阶跃阻抗谐振器被成功用于抑制滤波器的高次谐波。

为了实现多频段滤波器，最关键的是要设计在各频段上提供所需耦合系数的耦合结构。普通的均匀对称平行耦合线不能提供这些耦合系数。本发明提出了使用级联的两组不对称平行耦合线来实现三个频带上的耦合系数。在1975年到1990年间不断有学者提出分析不对称平行耦合线阻抗矩阵的解析公式，比如1975年V.Tripathi教授在IEEE Transactions Microwave Theory Techniques的MTT-23期上发表的文章。基于这些解析公式，耦合结构的设计变得简单而快捷。

发明内容

技术问题：本发明提出了一种由不对称平行耦合线级联实现的耦合结构，拓宽了耦合曲线的变化范围，能够满足滤波器耦合系数要求。而本发明使用的五段式阶跃阻抗谐振器满足了对滤波器三个工作频率的控制要求。

技术方案：本发明的基于平行耦合线结构的三频带滤波器包括两条轴向对称的输入输出级谐振器和位于该两条轴向对称的输入输出级谐振器之间的中间级谐振器；其中，输入输出级谐振器由第一传输线、第二传输线、第三传输线、第四传输线串联构成，第一平行耦合结构与第四传输线连接；中间级谐振器由第六传输线、第七传输线和第八传输线串联构成，第二平行耦合结构与第六传输线、第八传输线连接，并与第一平行耦合结构对称；在输入输出级谐振器的第二传输线和第三传输线上连接有接触耦合结构，在接触耦合结构上设有输入输出端口。所述的接触耦合结构连接在输入输出级谐振器的第二传输线和第三传输线的外侧。在所述的第一平行耦合结构和第二平行耦合结构是由第一不对称平行耦合线和第二不对称平行耦合线级联而成。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明能够工作在三个可调谐的频率。由多段传输线和耦合结构组成的谐振器确保了对滤波器工作频率的调谐要求，不同的阻抗和相位长度的传输线组合可以获得不同的三个谐振频率。

2、本发明具有可调谐的通带带宽。选择使用平行耦合结构或者接触耦合结构，可以调整各频带的耦合系数，获得可调通带带宽和低的通带反射。

3、本发明设计过程简单快捷；设计基于传统滤波器综合，设计过程全部有解析公式支持，对三维电磁仿真软件的依赖度降低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的平行耦合部分的细节图。

图3是本发明的平行耦合部分的导纳倒相器曲线图。

图4是本发明的散射参数仿真及测量结果。

以上的图中有：第一传输线1、第二传输线2、第三传输线3、第四传输线4、第一平行耦合结构5、第六传输线6、第七传输线7、第八传输线8、第二平行耦合结构9、接触耦合结构10、输入输出端口11、第一不对称平行耦合线12、第二不对称平行耦合线13。

具体实施方式

本发明的具有可控带宽和可调中心频率的三频带滤波器，包括输入输出级谐振器的第一传输线1、第二传输线2、第三传输线3、第四传输线4，以及连接在输入输出级谐振器和中间级谐振器之间的不对称平行耦合线组成的第一平行耦合结构5，中间级谐振器的第六传输线6、第七传输线7和第八传输线8，中间级谐振器另一侧的第二平行耦合结构9，连接在输入输出级谐振器第二传输线2和第三传输线3上的接触耦合结构10，在接触耦合结构10上设有输出端口11。第一平行耦合结构5和第二平行耦合结构9是由第一不对称平行耦合线12和第二不对称平行耦合线13对称级联而成。