微带多通带滤波器的研究与设计

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本文研究了高隔离度、高阻带衰减、结构紧凑的微带多通带滤波器。通过对谐振器合理的布局,使谐振器之间同时存在电/磁耦合通道,并且在输入输出口之间引入交叉耦合,当滤波器主通道与交叉耦合通道对输入信号的相位偏移量相反时将产生传输零点,从而能够增加阻带衰减,提高通带的选择性。通过谐振器合理的弯折和嵌入,不仅能够缩小尺寸,还能提高各通带带宽调节的自由度。  采用高阻抗线对一对共用地的短路SIR进行包围式耦合馈电,构成双通带滤波器,分析了两段馈线的间距对各传输零点的影响,以及谐振器开路端的耦合间距和短路枝节的长度对谐振器之间的电/磁耦合强度的影响。通过仿真设计,实现了双通带滤波器两通带之间的阻带衰减优于30dB,两通带中心频率比大于4,尺寸为0.09λg×0.118λg(λg为第一通带中心频率处的导波长)。在双通带滤波器的基础上,通过谐振器加载和嵌入的方法实现了三个通带中心频率分别为2.54/5.73/8.2GHz的三通带滤波器,对形成该三通带滤波器各个通带所对应的结构进行了仿真与分析,通过优化,该三通带滤波第一、二通带之间阻带的衰减优于36dB,第二、三通带之间的阻带衰减优于24dB,第三通带高端至18GHz的阻带衰减优于14dB,且可实现滤波器各通带中心频率和带宽的独立调节,滤波器尺寸为0.1λg×0.118λg。  设计实现了四通带滤波器,由一对短路枝节加载谐振器和一对短路四分之一波长谐振器共用输入输出口构成,各通带之间隔离度较高,尺寸紧凑,仅为0.187λg×0.175λg。分别仿真了不同参数下各通带的耦合系数和通带中心频率的变化,充分说明了谐振器之间特殊的耦合结构为滤波器各通带带宽提供了更多的设计自由度。
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