[发明专利]一种带通滤波器及高阶带通滤波器及性能分析方法

说明书

本申请要求申请号201410714066.7、申请日2014年11月28日、发明名称“一种带通滤波器及高阶带通滤波器及性能分析方法”的优先权

技术领域

本发明涉及无源滤波器技术领域，尤其是涉及一种带通滤波器及高阶带通滤波器及性能分析方法。

背景技术

在现代微波通信系统中，带通滤波器(BPF)需要具有良好的性能，比如小型化、选择性好、带外抑制度高、高频带外抑制能力强等等。然而传统的多模带通滤波器常常采用短截线背叠式谐振器来实现较好的选择性，但其具有较多杂散通带。近年来，缺陷地式(DGS)谐振器在滤波器设计中展现出了许多优点。设计者通过使用槽线谐振器和T型微带线馈电结构设计出了具有较好高频抑制能力的宽带滤波器，但其选择性较差。还有一种开环哑铃型DGS带通滤波器被提出，其具有准椭圆通带响应，并且拥有很好的高频抑制能力。但是，这类滤波器没能很好的实现平坦带内包络，而且其体积相对较大。最近，多模DGS谐振器(MMDGSR)越来越流行，因为它不仅能在通带附近产生传输零点而增强滤波器选择性，还能进一步将滤波器小型化。设计者运用双模DGS谐振器(DMDGSR)设计出了具有较宽上阻带的小型化带通滤波器，但这类滤波器的相对带宽(FBW)和低频通带选择性都受到限制。目前，一些设计者们仅仅通过使用单个弯折的多模DGS谐振器(MMDGSR)便设计出了一个超小型化的双通带滤波器。但是这类滤波器调节起来非常困难，因为它的结构过于复杂。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种带通滤波器，以解决现有技术中带通滤波器结构复杂、并且无法兼顾选择性好和高频带外抑制强的特点的问题。

在一些说明性实施例中，所述带通滤波器，包括谐振器，以及设置在所述谐振器上的输入馈线和输出馈线，所述谐振器包括开设在介质板上的连接槽线，以及沿所述连接槽线两侧的底部分别向下延伸、并向所述带通滤波器的中心线成螺旋状弯折的第一折叠槽线和第二折叠槽线；所述第一折叠槽线和所述第二折叠槽线之间通过介质相隔；并且所述第一折叠槽线之间的介质形成第一折叠部，所述第二折叠槽线之间的介质形成第二折叠部，所述第一折叠部和所述第二折叠部相互连通；所述输入馈线覆盖部分的所述第一折叠槽线和部分的所述第一折叠部，输出馈线覆盖部分的所述第二折叠槽线和部分的所述第二折叠部；其中，所述第一折叠槽线、连接槽线、第二折叠槽线构成第一谐振结构，所述第一折叠部和第二折叠部构成第二谐振结构。

本发明的另一个目的是提供一种高阶带通滤波器。

在一些说明性实施例中，所述高阶带通滤波器，采用至少两个所述带通滤波器级联构成。

本发明的再一个目的是提供一种带通滤波器的性能分析方法，用于上述带通滤波器及高阶带通滤波器，包括：通过以下策略，调整所述带通滤波器的性能：

1)、改变所述带通滤波器与输入馈线/输出馈线的重叠距离，引起所述带通滤波器的第一谐振结构和第二谐振结构的外部品质因子的变化；

2)、改变所述带通滤波器的连接槽线的顶面与底面之间的宽度，引起所述第一谐振结构和第二谐振结构的耦合系数的变化；

3、改变输入馈线和输出馈线之间的距离，调节传输零点与带通中心频率远近，以及引起上阻带带外抑制度的变化。

与现有技术相比，本发明的说明性实施例包括以下优点：

通过设计出同时具有一个共面阶梯阻抗式谐振器(CSIR)的谐振结构和一个折叠式槽线谐振器(FSLR)的谐振结构的谐振器，使滤波器的结构简单并且体积小巧，该滤波器还具有选择性好，高频带外抑制强等特点。此外，通过将两个或者三个这样的带通滤波器级联，可以很容易的设计出具有选择性好、高频带外抑制能力强而且抑制度高的四阶带通滤波器和六阶带通滤波器。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中的折叠式槽线谐振器的结构示意图；

图2是现有技术中的共面阶梯阻抗式谐振器的结构示意图；

图3是按照本发明的说明性实施例的带通滤波器的结构示意图；

图4是按照本发明的说明性实施例的带通滤波器的结构示意图；

图5是按照本发明的说明性实施例的带通滤波器的结构对外部品质因子的影响图；

图6是按照本发明的说明性实施例的带通滤波器的仿真结果；

图7是按照本发明的说明性实施例的带通滤波器的结构对耦合系数以及相对带宽控制的影响图；