[发明专利]基于多枝节加载方形谐振环的双模三通带滤波器

说明书

技术领域

本发明属于电子器件技术领域，特别涉及微带双模三通带滤波器，可用于无线通信系统射频前端。

背景技术

随着移动通信、卫星通信和雷达、遥感技术的迅猛发展，无线频谱日益拥挤，对通信系统中的射频微波滤波器提出了十分苛刻的要求。微带滤波器具有尺寸小、重量轻、成本低、易加工的优点，在微波电路中得以广泛应用。微带滤波器的种类和实现形式多种多样，小型化高性能微带滤波器的研究一直是个热门领域。传统的滤波器形式如巴特沃兹和切比雪夫滤波器只有通过增加滤波器级数才能满足高选择性要求，加工出来的滤波器体积和重量相对较大，不适合现代通讯的需求。椭圆函数或交叉耦合滤波器虽然具有很好的选择性，但是结构相对复杂，体积也较大。

双模谐振器因为尺寸小、重量轻、成本低等优良特性，越来越多地应用于无线通信系统高性能滤波器设计中。双模滤波器是微波滤波器产业中一项新兴的技术，它的优势在于:每个双模谐振器都可以作为一个双调谐的谐振电路，所以对于同一个性能指标的滤波器来说，所需要的谐振器的数目就减半，这样就可以使滤波器的结构更紧凑，尺寸更小巧。同时，由于小型化，集成化的需求，三通带滤波器的发展越来越迫切，一个滤波器能同时满足三个频带的要求，能够减少滤波器的个数，对于设备的小型化具有不可替代的作用。基于以上特性的双模三通带滤波器综合理论和设计技术近年来在国内外得到广泛研究。

2011年，Sha Luo,Lei Zhu and Sheng Sun在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques期刊（vol.59,no.5,pp.1222-1229,2011）上发表了“Compact Dual-Mode Triple-Band Bandpass Filters Using Three Pairs of Degenerate Modes in a Ring Resonator”，提出将一个圆环的简并模通过添加微扰进行分裂，从而实现三通带特性的滤波器。但是由于所分裂的简并模几乎成倍频关系，这种滤波器的频率受到圆环本身谐振的限制，不能自由的加以控制，因此它的频率选择性不够理想。

发明内容

本发明目的在于针对上述已有技术的不足，在双模原理的基础上，提出一种基于多枝节加载方形谐振环的双模三通带滤波器,使三个通带的频率得以控制，以获得更好的频率选择性。

为实现上述目的，本发明基于多枝节加载方形谐振环的双模三通带滤波器，包括介质基板、金属接地板、两个对称的多枝节加载方形谐振环、输入、输出馈线，其特征在于：

每一个多枝节加载方形谐振环均包括一个方形金属环、上微扰开路枝节、下微扰开路枝节、传输零点枝节和一对微扰金属片；

上微扰开路枝节和下微扰开路枝节分别位于方形金属环的两个对角的外部，一对微扰金属片位于方形金属环的另外一对对角的内部，传输零点枝节与下微扰枝节并联连接。

上述微带双模三通带滤波器，其特征在于，方形金属环的周长满足：其中，L₁和L₂是方形金属环的两条边长且满足L₂≤L₁≤2L₂，λ_g为介质波导波长，c为真空中的光速，ε_e为该微带谐振器的有效介电常数，f₀为方形金属环的谐振频率。

上述微带双模三通带滤波器，其特征在于，上微扰枝节包括竖直微带线和水平微带线，这两条微带线连接成“L”型结构，两条微带线的总长度L_p1满足：λ_g/2＜L_p1≤3λ_g/2，λ_g为介质波导波长。

上述微带双模三通带滤波器，其特征在于，下微扰枝节包括竖直微带线和水平微带线，该两条微带线连接成“L”型结构，两条微带线的总长度L_p2满足：λ_g/2＜L_p2≤3λ_g/2，λ_g为介质波导波长。

上述微带双模三通带滤波器，其特征在于，位于下微扰枝节上的传输零点枝节，其长度L_s满足：0＜L_s≤λ_g，λ_g为介质波导波长，该传输零点枝节用于调整第三通带谐振频率并在第三通带右侧产生一个传输零点。