[发明专利]一种谐振器内嵌多开路支节宽阻带滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波滤波器技术领域，特别涉及一种谐振器内嵌多开路支节宽阻带滤波器。

背景技术

宽阻带滤波器对射频微波电路系统有着重要意义，但微波电路固有的谐波特性使得宽阻带滤波器不容易实现。在众多微波滤波器阻带展宽技术方案中，开路支节(Open Stub)技术较为突出，开路支节可以方便灵活的生成传输零点有效抑制寄生通带(W.H.Tu,andK.Chang,“Compactmicrostripbandstop filterusingopenstub andspurline,”IEEE Microwave andWireless ComponentsLetters,vol.15,no.4,pp.268–270,Apr.2005)。在结构上，开路支节一般外接于传输线，也可以内嵌于传输线或者谐振器(P.Chu etal.,“Wide stopband bandpass filter implemented with spur stepped impedance resonator and substrate integrated coaxial line technology,”IEEE Microwave andWireless Components Letters,vol.24,no.4,pp.218–220,Apr.2014；P.Chu et al.,“Miniaturized Wide Stopband Bandpass Filter Using In-Resonator Stub,”in IEEE MTT-S International Microwave Symposium(IMS)Digest,Seattle,U.S,Jun.2013,pp.1–3)，从而既可以展宽滤波器阻带，又不会占用额外的电路面积。然而，现有的谐振器内嵌开路支节宽阻带滤波器技术还存在着开路支节形式单一、阻带展宽有限、品质因数降低较为严重等问题。

发明内容

针对现有谐振器内嵌开路支节宽阻带滤波器技术的不足，旨在丰富谐振器内嵌开路支节应用形式、提高滤波器阻带展宽程度、减少品质因数衰减。

技术方案如下：

本发明在现有的谐振器开路端内嵌开路支节宽阻带滤波器，以及谐振器馈电处内嵌开路支节宽阻带滤波器的基础上，将两者有机结合在一起，在谐振器的开路端以及馈电处内嵌开路支节。

本发明所提出的一种谐振器内嵌多开路支节宽阻带滤波器是在常规滤波器的基础上构建的，其结构继承自常规滤波器。如图1所示，除内嵌开路支节外，主体结构由一组交指排列的四分之一波长谐振器以及一对直接馈电的端口构成。谐振器长度决定滤波器的工作频率，谐振器间距决定滤波器的工作带宽，端口馈电位置决定输入输出耦合量的大小，各项结构设计及参数选取均可参考文献“J.S.HongandM.J.Lancaster,Microstrip Filters for RF/MicrowaveApplication,1st ed.NewYork,NY,USA:Wiley,2001.”。在常规的主体结构之外，本发明的独特之处在于：在与馈电线相连的谐振器的开路端以及馈电处内嵌开路支节，以削弱寄生通带电平并引入传输零点，实现滤波器阻带展宽。

谐振器开路端在主模谐振时电流分布非常微弱，而在谐波谐振时电流分布较为明显。因此在谐振器开路端内嵌开路支节对主模谐振频率几乎不产生影响，但对于谐波则由于较明显的谐波电流路径改变引入额外的电感从而改变谐波频率。也即谐振器开路端内嵌开路支节可以在保持谐振器主模频率不变的情况下改变谐波频率，与构成滤波器的其他谐振器在保持主模频率不变的同时错开谐波频率，可以在不影响滤波器主模通带设计的同时方便有效的降低寄生通带电平。此外，众所周知，连接馈电线的谐振器可以在滤波器阻带内生成传输零点，其频率与谐振器的主模以及各次谐波分别相关，而在谐振器开路端内嵌开路支节可以方便有效的调节谐振器的谐波频率，因此在连接馈电线的谐振器开路端内嵌开路支节还可以引入一个方便可控的传输零点，可用来直接抑制寄生通带，实现滤波器阻带展宽。