[发明专利]一种混合分形结构的折叠平行耦合微带带通滤波器

说明书

本发明涉及一种混合分形结构的折叠平行耦合微带带通滤波器，属于滤波器技术领域。该滤波器包括Koch分形结构、Minkowski分形结构，且是以折叠V形滤波器为基础，混合分形结构是由Koch分形结构和Minkowski分形结构合并得到的。该滤波器的整体结构是在折叠V型结构的基础上对每组微带线的边缘进行混合分形后，得到的关于中线对称并具有开口长度的折叠V形结构，混合分形结构是将一条长度为L的线段平均分为七份，在其中的三份中分别加入两组Koch分形结构和一组Minkowski分形结构。本发明中所涉及的滤波器具有较强的阻带特性和通带特性，并且尺寸较传统的滤波器相比更小，二次谐波抑制能力也更高。

技术领域

本发明属于滤波器技术领域，涉及一种混合分形结构的折叠平行耦合微带带通滤波器。

背景技术

随着对应用于不同场景的通信协议及标准的深入研究，通信系统中集成协议的频段大量增加，使得通信系统中射频前端信号处理量增大，加大了滤波器对频率的筛选工作。如何能够精准的获取某一信号并且过滤掉其余干扰信号显得极其重要，微带带通滤波器凭借其具有重量轻、频带宽等诸多优点，成功解决了这一问题。

平行耦合微带带通滤波器作为微带带通滤波器的一种，不但具有微带带通滤波器的优势，而且凭借其低成本和易于加工等优点被广泛的应用于无线通信系统中。但其存在两方面的尺寸较大以及二次谐波抑制能力较差。造成第一个缺点的原因是：平行耦合微带带通滤波器的阶数会因为滤波器设计指标的提高而增加，而阶数的增加会使得滤波器尺寸变大。造成第二个缺点的原因是：平行耦合线间的非均匀特性使得偶模和奇模的相速度不同，导致这种类型的滤波器二次谐波较大，二次谐波会加快发射机接收机的老化速度，对其寿命产生影响。由于平行耦合微带带通滤波器存在上述缺点，其应用受到了极大的限制。

为了使平行耦合微带带通滤波器能更好的应用于无线收发系统中，目前国内外的研究人员的研究方向主要围绕滤波器的小型化和谐波抑制两个方面展开。为了实现滤波器的小型化及抑制谐波输出，国内外的研究人员进行了大量的研究工作。在滤波器小型化方面，研究人员设计的两款基于耦合控制的SIR带通滤波器和基于非对称SIR的小型化双频带通滤波器均实现了滤波器的小型化，但是由于SIR中不同阻抗传输线组合处存在非连续性问题，这种非连续性会因为高低阻抗的不同对谐振器产生影响，从而影响滤波器的通带性能。在滤波器谐波抑制方面，研究人员改变原有的耦合原理，采用可以控制电磁波传播的周期性结构，如EBG等；在耦合微带线之间接入一段微带线的SIR带通滤波器以增加耦合微带线之间的耦合。虽然，上述两种结构在抑制谐波输出上有一定优势，但是，由于它们都是在地平面上刻有周期性图案的结构，使得它们有一个共同的缺点：为了使得周期性地平面有效，整个结构需要远离其他地导体悬浮起来。

折叠式结构的滤波器可使其体积减小，但是仍然无法使二次谐波得到有效抑制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合分形结构的折叠平行耦合微带带通滤波器，该滤波器以折叠V型滤波器为基础，对每组微带线的边缘进行混合分形处理，使其具有较强的阻带特性，最终得到其整体结构。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混合分形结构的折叠平行耦合微带带通滤波器，包括Koch分形结构、Minkowski分形结构，且是在折叠V形滤波器为基础进行改进，混合分形结构是由Koch分形结构述Minkowski分形结构合并得到的。滤波器的整体结构是在折叠V型结构的基础上对每组微带线的边缘进行混合分形后，得到的关于中线对称并具有开口长度的折叠V形结构，混合分形结构是将一条长度为L的线段平均分为七份，在其中的三份中分别加入两组Koch分形结构和一组Minkowski分形结构。

可选地，Koch分形结构和Minkowski分形结构的长和宽相等，并采用向内侧分形的方式。