基于双模开环谐振器的双通带带通滤波器设计

双模谐振器与输入输 出端 口嵌套并 联结构 ， 设计 了
一
种新型的双模双带带通滤波器． 该滤波器的工作
ｒ ｉ ｎ
工 １ ／ ２ ， （ ｂ ）
口卜
工 １ ／ ２ ， （ ｃ ）
中心频率设计 为 １ ． ８ 和２ ． ４ Ｇ Ｈ ｚ ， 同时利用 ２ 个谐 振器之间的电磁混合耦合 ， 使得滤波器通带 内的插
其中 ｎ ＝ １ ， ２ ， ３一 ， ℃为真空 中的光速 ， Ｅ ｅ ｆ 为有 效介
电常数．
蔫 ４
在偶模激励的情况下 ， 对称 面 Ｔ — Ｔ 相当于理想 磁壁 ， 可以将其视作开路端 ， 此时， 输入导纳 （ ｙ ｉ 。 ）
可表 示 为 Ｙ ｉ ＝ ＿ ， ｙ ｌ ｔ ａ ｎ （ Ｏ ｚ ＋０ ３ ＋ ｌ ／ ２＋０ ４ ／ ２ ） ． （ ３ ）
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎｏ ． ５
Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０ １ ３
文章编 号 ： １ ０ ０ ０ － ５ ８ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ ４ ） ４ ８ ８ － ０ ４
基 于双 模 开环 谐 振 器 的双 通 带 带通 滤 波器 设 计
刘海文 ， 雷久淮 ， 赵 玉龙 ， 王 杉 ， 彭苏萍
（ １ ． 中国矿业大学煤炭资源与安全开采 国家重点实验室 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ； ２ ． 华东交通大学信息工程学院 ， 江西 南 昌 ３ ３ ０ ０ １ ３ ）
摘要： 利用加载 Ｔ 型枝节的单元开环双模谐振器的双模频率特性， 设计了一种新型的双模双带滤波器．
该滤波器具有 多个传输零点 ， 显著提高 了通带 的选择性 和阻带特 性 ， 且滤波器 的 ２个通 带都具 有 良好 的
作者简 介 ： 刘海文 （ １ ９ ７ ５ － ） ， 男， 湖南邵 阳人 ， 教授 ， 博士， 博士生导师 ， 主要 从事微波技术及 ＭＭＩ Ｃ电路 方面的研 究
第 ５期
刘海文 ， 等： 基于双模开环谐振器的双通带带通滤波器设计
４ ８ ９
在奇模激励的情况下 ， 对称 面 Ｔ — Ｔ 相当于理想 电壁 ， 可 以将其视作短路端 ， 此时 ， 输入导纳（ ｒ ｉ 。 ）
第３ ７卷 第 ５ 期 ２ ０ １ ３年 ９月
江西师范大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ｌ ａ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
可表 示 为
ｔ
集 中分布在开环 自身结构 ， 而与加载 的 Ｔ型开路枝 节无关 ， 所以此时的双模谐振器可 以等效为一个 Ａ ／ ２ 开环谐振器 ， 谐振频率仅与开环有关 ； 而在谐振频 率点． 厂 ２ 处， 电场不但在开环 自身结构有 电场分布 ， 而 且在加载 Ｔ型开路枝节上也有电场分布 ， 此时该谐 振频率点与开路枝节相关 ， 谐振频率与开环和加载 Ｔ型开 路枝 节均 有关 系 ．
入损耗可 以达到 ２ ０ ｄ Ｂ以上． 每个通带 中心频率独
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ ． １ ７
图１ （ ａ ） 单元开环双模谐振器示意图 ：
（ ｂ ） 奇模等效 电路 ； （ Ｃ ） 偶模 等效电路
基金项 目： 国家 自然科学基金 （ ６ １ ０ ６ １ ０ ０ １ ， ６ １ ２ ６ １ ０ ４ １ ） 资 助项 目．
阻带深度 和隔离度 ， 通带的 中心频率和带宽独立可控 ．
关 键词 ： 微带； 双模 ； 双带； 带通滤波器； 开环谐振器
中图分 类号 ： Ｔ Ｎ ４ ５ ４
文献标 志码 ： Ａ
立可控 ， 其通带两侧均有零点 ， 使滤波器通带 的选择
０ 引言
近年来 ， 随着对多频带无线通信 系统需求的增 加， 工作在多个频段 的通信系统无疑成为无线通信 研 究 的一个 重要 方 向． 然而， 在 传统 的多 频带通 信 系
别如图 １ （ ｂ ） 和图 １ （ ｃ ） 所示 ．
目前 实 现 多 模 、 多 频 带 滤 波 器 的 方 法 有 很 多 引． 通过 级联 开路 枝 节 和短 路 枝 节 的方 法 实 现
的双频 带通 滤 波 器 ， 虽 然 实 现 了 滤 波 器 带 宽 的
独立控制 ， 然而由于寄生通带 的存在导致阻带特性 不 是很好 ． 基 于缺 陷 地 结 构 的双 频 滤 波 器 虽 然有 其 特殊的优点 ， 但是 ， 目前如何有效地控制辐射损耗是 其广泛应用在通信系统的一个关键问题－ ５ ］ ． 本文分析了单元开环双模谐振器 的基本工作原 理， 研究 了通过加载开路枝节使得单元谐振器本 征 谐振频率 出现模式分离方式． 采取两组不同频率 的
Ｅ ｆｉ ｅｌ ｄ
Ｙ ｉ ａ ｊ ｒ ，
，
（ ）
其中 ０ 。 ， Ｏ ｚ 分别为物理长度 ￡ 。 ， 相对应的电长度． 由谐振条件 Ｉ ｍ（ Ｙ ｉ ）＝ ０可得 ， 奇模谐 振频率 删 表 达式 为
（ ２ ｎ －１ ） ｃ
，
（ ２ ）
（ ×１ ０ ４ Ｖ ／ ｍ ）
统中 ， 往 往需 要 多 个 相 互 独 立 的天 线 、 滤波器 、 Ｌ Ｎ Ａ 析
１ ． １ 双模 谐 振 电路结构 如图 １ （ ａ ） 所示 ， 单元 双模 开环 谐 振器 采 用对 称 的平 面方 形 开环结 构 ， 在 谐 振器 内部 加 入 一个 Ｔ型 开路 枝节 ． 由于整个 谐振 器结 构关 于 面 Ｔ — Ｔ 对称 ， 因
等器件 ， 这样会使无线系统 的体积和损耗增加． 如果 将元器件做成多频段结构 ， 则整个系统功耗就将 大 大降低 ， 结构也会更加紧凑 ， 更利于集成． 因此对 射 频前端的关键部件——多频带滤波器的研究就显得
更 加迫 切和 重要 ．
此可以用奇偶模 理论 来分析 ４ Ｊ ， 其奇 、 偶模 电路分