[发明专利]一种微带双G型窄带带通滤波器

说明书

该发明公开了一种微带双G型窄带带通滤波器，属于微波工程技术领域，特别是窄带带通滤波器领域。通过两个多曲折线非对称G型谐振器单元呈中心对称排列分布，实现了在中心点周围的电场磁场混合耦合，有效缩小了谐振器的体积，拓宽了抑制边带的范围，实现了带外抑制超宽超平坦的窄带带通滤波器。通过在两个谐振单元之间采用电磁混合耦合方式，避开了磁耦合、电耦合的分别设计，有效的减小了滤波器的尺寸，控制了带宽。利用不对称耦合谐振单元模型实现了超宽的带外抑制。采用微带的形式，避免了诸如腔体滤波器加工后复杂的调试过程，在PCB集成电路中，可以和基板一次性成型，避免了安装、焊接过程。

技术领域

本发明属于微波工程技术领域，特别是窄带带通滤波器领域。

背景技术

随着雷达、精确制导、遥感和无线电通信行业的迅猛发展，对小型化、高性能的窄带带通滤波器的需要变得越来越迫切。在各种电路结构中，微带线结构以其加工简单、免调试、成本低、易于集成等优点，得到广泛的应用。因此，微带结构的窄带带通滤波器一直是无线通信领域研究的重点和热点。传统的微带开路环谐振结构滤波器存在体积较大、插入损耗大、矩形系数差、不易集成、相邻通带互扰等问题。

J.S.Hong和M.J.Lancaster于1996年提出了一种微带开路环谐振结构滤波器^[1],该滤波器存在体积大、相邻通带互扰等问题；褚庆昕和王欢在2009年公开了一种可控电磁耦合微带开口环谐振器滤波器的发明^[2]，但是其微带谐振器组中的谐振器呈直线排列，占用面积依然很大，且采用高低阻抗线，调试较复杂。郑宏兴等人在2010年设计了一种包括微带线方形开路环、两个梳状支路和两个输入输出L型微带线的窄带带通滤波器^[3]，虽然结构较紧凑但构造仍然较复杂，且不能有效抑制第二带通干扰；Ling Wang等人在2012年提出了一种窄带带通滤波器的设计，但是结构很复杂，且体积较大^[4]。Mudrik Alaydrus等人在2013年提出了一种交叉耦合带通滤波器的设计^[5]，其结构虽然简单但是体积大不利于集成。

传统的窄带带通滤波器，一般是基于广义切比雪夫滤波器综合方法，分开仿真计算耦合单元的磁耦合系数和电耦合系数，两个谐振单元之间的耦合方式为磁耦合或电耦合中的一种，要实现窄带带通滤波器，这样的设计无疑增加了面积，插入损耗大；多谐振单元的交叉耦合使得滤波器的寄生通带与中心频率相距较近，也不能达到很平坦的带外抑制。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种小型化的高性能的窄带带通滤波器，该滤波器创新性地采用了双G型中心对称微带结构，解决传统窄带带通滤波器传输时的插入损耗大、带外抑制不够高、矩形系数差的问题。

本发明通过两个多曲折线非对称G型谐振器单元呈中心对称排列分布，实现了在中心点周围的电场磁场混合耦合，有效缩小了谐振器的体积，拓宽了抑制边带的范围，实现了带外抑制超宽超平坦的窄带带通滤波器。因而本发明的技术方案为一种微带双G型窄带带通滤波器，该滤波器包括基板和设置于基板上的微带线，其中微带线包括：输入微带线、输入耦合微带线、输出耦合微带线、输出微带线；其特征在于所述输入耦合微带线和输出耦合微带线为由微构成的G型结构，输入微带线与输入耦合微带线G型结构的外侧底部连接，输入微带线和输入耦合微带线构成的形状与输出微带线和输出耦合微带线构成的形状呈中心对称，输入耦合微带线G型结构的顶部末端与输出耦合微带线G型结构的顶部末端相对且不连接。

进一步的，通过调节输入耦合微带线和输出耦合微带线G型结构的顶部末段微带线和内部末端微带线之间的距离，实现对所述滤波器电磁耦合系数的调节。

本发明通过在两个谐振单元之间采用电磁混合耦合方式，避开了磁耦合、电耦合的分别设计，有效的减小了滤波器的尺寸，控制了带宽。利用不对称耦合谐振单元模型实现了超宽的带外抑制。采用微带的形式，避免了诸如腔体滤波器加工后复杂的调试过程，在PCB集成电路中，可以和基板一次性成型，避免了安装、焊接过程。