[发明专利]一种带宽可控的双频段带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用新型的双频段导纳变换器和双频段谐振器构成的带宽可控的双频段带通滤波器，属微波传输器件技术领域。

背景技术

双频微波滤波器是多频无线通信系统前端的重要器件，传统设计双频段滤波器的方法是把两个不同的带通滤波器并联，或者是把一个宽带带通滤波器与一个窄带带阻滤波器串联。这两种方法实现的双频段带通滤波器，由于电路中包含两个不同的滤波器，因此体积比较大；采用阶梯阻抗谐振器式双频段滤波器，分别利用谐振器的基频和二次谐波用谐振器间的耦合形成滤波器的两个通带，在一个滤波器中实现了两个通带。这种双频段滤波器虽然具有体积小，频带位置易控制的特性，但是滤波器两个频带带宽难以同时控制。基于传输线式的双频带通滤波器可以实现对滤波器带宽和频带位置的控制，这种形式的滤波器通常由双频段谐振器和双频段倒置变换器构成，但传统方法实现的双频段导纳变换器在与双频段谐振器连接是需要作比较大的调整，因此调整比较困难。

发明内容

本发明的目的是，为了解决传统双频段滤波器体积大和两个频带带宽难以同时控制的缺点，提出一种新的双频段导纳变换器的结构，所需要的导纳变换器的参数可以通过直接计算得到。且制作出来的双频段滤波器易于调节，中心频率和带宽均可控制。

本发明的技术方案是，在两个双频段谐振器之间级联一个双频段导纳变换器，构成新的双频段带通滤波器。

如图2所示，本发明双频段带通滤波器由输入端口(1)、输出端口(7)、两个双频段谐振器和一个双频段导纳变换器(4)级联而成。两个双频段谐振器分别为：由均匀阻抗开路谐振器(2)和阶梯阻抗开路谐振器(3)构成的双频段谐振器；由均匀阻抗开路谐振器(5)和阶梯阻抗开路谐振器(6)构成的双频段谐振器。双频段导纳变换器(4)由一个中部加载开路枝节的微带线构成，导纳变换器是一种连接谐振器的器件，利用导纳变换器将两个谐振器相连组成滤波器。

由两个开路谐振器构成的双频段谐振器能够分别在指定的频率产生谐振；一种新型双频段导纳变换器结构，这种结构可以在两个预设的频率点同时满足设计要求。

带宽的控制表现在设计的过程中，在设计的时候运用经典的单频滤波器设计理论，因此本发明专利中带宽的控制是通改变谐振器枝节和双频导纳变换器同时控制的。

滤波器的设计是给定的通带宽度，在任意给定的通带宽度的情况下，双频带的谐振器和双频段的导纳变换器都是可以采用本发明专利的模型，根据这个设计指标用计算得出。

本发明与现有技术相比的有益效果是，本发明在不增加电路面积和加工复杂度前提下，采用加载开路谐振器的微带线构成新型双频段导纳变换器，使得双频段导纳变换器可以同时满足两个频段的设计要求。且新型的导纳变换器与电路结合无需调节，结构紧凑，便于在微波集成电路中使用。

本发明适用于微波集成电路。

附图说明

图1是新型双频段导纳变换器的结构示意图；

图2是采用新型导纳变换器的双频段滤波器的布局示意图；

图中：(1)为输入端口；(7)为输出端口；(2)为均匀阻抗开路谐振器；(3)为阶梯阻抗开路谐振器；(5)为均匀阻抗开路谐振器；(6)为阶梯阻抗开路谐振器。(2)和(3)，(5)和(6)分别构成双频段谐振器；(4)为双频段导纳变换器。

具体实施方式

本例实施的双频段带通滤波器在两个双频段谐振器之间级联一个新型的导纳变换器，构成了新的双频段滤波器结构。如图2所示，信号从输入端口(1)输入，经过由均匀阻抗开路谐振器(2)和阶梯阻抗开路谐振器(3)构成的双频段谐振器，经由双频段导纳变换器(4)，耦合到由均匀阻抗开路谐振器(5)和阶梯阻抗开路谐振器(6)构成的双频段谐振器器，然后通过输出端口(7)输出。采用新型结构的双频段导纳变换器使得设计更加简单，调节更加方便，且不会在通带内产生额外的谐振峰干扰。在具体实施中，本例设计的工作在无线局域网的两个频段(2.4GHz和5.2GHz)，由于设计过程中借鉴了传统滤波器的设计思路，故整个滤波器表现出很好的双频段带通特性。滤波器的第一通带的中心频率是2.4GHz，插入损耗是-0.19dB；第二通带的中心频率是5.2GHz，插入损耗为-0.88dB。同时在滤波器的阻带内形成了三个传输零点，它们分别位于2.1GHz，4.2GHz，5.6GHz.。