[发明专利]一种方环形缺陷地结构微波双模带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种方环形缺陷地结构微波双模带通滤波器，属微波滤波器件技术领域。

背景技术

作为射频通信前端的关键器件，微波滤波器的特性对整个通信系统性能影响非常大。无线通信需要采用体积小，性能高的微波滤波器。为了实现体积小的微波滤波器，可以采用双模滤波器，阶跃阻抗谐振器(SIR)和慢波结构滤波器等，另外一种有效的方法是合理安排和分配谐振器间的位置，如采用多层结构或者使谐振器嵌入式排列。改善滤波器特性，常用的方法是增加滤波器的级数。增加滤波器级数虽然可以改善滤波器的边带特性，使滤波器的阻带变得更加陡峭。但在特性改善的同时，一方面滤波器的体积增大，另一方面滤波器的损耗也增加。为了使滤波器的特性提高的同时又不增加滤波器的级数，双模滤波器时一个很好的选择。通过适当的微扰结构，使一个双模谐振器中的两个兼并模式分离，产生两个传输极点，从而减小了滤波器的体积。该方法在不增加滤波器级数的前提下，提高了滤波器的特性。

发明内容

本发明的目的是，为了采用一种较为简单的方法来实现高性能的微波滤波器，通过引入DGS双模谐振器，并采用新的微扰和输入输出方式，在滤波器的阻带产生多个传输零点，来达到改善滤波器的阻带特性的目的。

本发明的技术方案是，本发明所述的微波滤波器由位于顶层的微带型输入/输出结构和一个位于接地层上的方环形缺陷接地结构(DGS)双模谐振器构成；方环形DGS谐振器通过新型的微扰方法，采用水平对称的微扰和非正交结构；结合使用水平对称输入与输出馈电方式激励，使谐振器的两个简并模式分离。

信号由输入端口7输入，由微带线5通过槽2耦合到由槽1、槽2、槽3、和槽4构成的方环形缺陷地谐振器，后由该谐振器通过槽3，耦合到微带线6，最后通过微带线6由端口8输出。适当的控制微带线5，6和槽之间的耦合，会在滤波器的通带边缘产生四个传输零点，改善了滤波器通带和阻带特性。位于接地层的DGS双模谐振器两模式之间的耦合可以通过改变谐振器的微扰槽1的宽度来控制，从而控制滤波器的带宽。方环形DGS谐振器双模的激励方式为上边的宽度为其余三个边的宽度的50％～80％时，可以在滤波器的阻带产生两个传输零点。微带线5，6和方形槽2，3的重叠面积和微带线5，6的宽度，可控制滤波器另外两个传输零点的位置，使它们在通带边缘。调整抽头位置7和8可以改变输入和输出的外部品质因数，使之达到设计要求。这种新型微扰DGS双模结构的滤波器，与传滤波器相比，可以减小滤波器的体积达到1/2以上；由输入输出微带线和方形环之间的耦合，在通带边缘产生两个额外的传输零点，其带外衰减可以达到-15dB以下。

所述的DGS双模特性分离通过减小谐振器上边的宽度的方法获得。输入/输出耦合微带线与DGS双模谐振器的两个边的位置可以重叠，外部耦合变化范围大。与以往正交排列不同，输入/输出耦合微带线采用水平对称排列。

本发明与现有技术比较的有益效果是，本发明通过采用加载新型微扰的DGS双模谐振器，且输入输出耦合微带与谐振器有重叠，滤波器的体积可以减小1/2；同时，取适当的输入输出耦合微带5与方形槽2之间的重叠面积和微带5的宽度，能在滤波器的通带边缘产生四个传输零点，使滤波器的通带和阻带特性得到改善。

本发明适用于射频微波通信。

附图说明

图1是位于接地层的方环形DGS双模谐振器的结构图；

图2是顶层输入输出的结构图；

图中：1、2、3和4是方环形缺陷地结构谐振器的四个边，5和6分别是输入输出耦合微带线的宽度，7和8分别是特性阻抗为50欧姆的输入端口和输出端口。

具体实施方式

本发明具体实施方式如图1和图2所示，图1是一个位于接地平面的加载新型微扰的方环形DGS双模谐振器，图2是顶层输入与输出耦合结构，它们在介质板上制作而成。

本实施例的微波带通滤波器，信号由输入端口7输入，由微带线5通过槽2耦合到由槽1、槽2、槽3、和槽4构成的方环形缺陷地谐振器，后由该谐振器通过槽3，耦合到微带线6，最后通过微带线6由端口8输出。适当的控制微带线5，6和槽之间的耦合，会在滤波器的通带边缘产生四个传输零点，改善了滤波器通带和阻带特性。位于接地层的DGS双模谐振器两模式之间的耦合可以通过改变谐振器的微扰槽1的宽度来控制，从而控制滤波器的带宽。它的宽度略小于其它三个边的宽度时可以在滤波器的阻带产生两个传输零点。槽1宽为0.6mm，其它三个槽包括槽2和槽3宽为1mm。输入/输出微带线7，8宽为1.5mm。微带线5，6间最短距离为12mm。微带线5，6和方形槽2，3的重叠面积和微带线5，6的宽度，可控制滤波器另外两个传输零点的位置，使它们在通带边缘。调整抽头位置7和8可以改变输入和输出的外部品质因数，使之达到设计要求。这种新型微扰DGS双模结构的滤波器，与传滤波器相比，可以减小滤波器的体积达到1/2以上；由输入输出微带线和方形环之间的耦合，在通带边缘产生两个额外的传输零点，其带外衰减可以达到-15dB以下。输入/输出耦合线与谐振器处于不同平面上，便于实现所需要的强耦合；同时，输入和输出处于水平对称位置，便于和其它微波电路互连。设计的滤波器基频在5.2GHz处，由于带外产生四个传输零点，通带两侧超过-15dB的阻带宽度为4GHz-7.2GHz。