[发明专利]耦合路径分离型双模谐振器的双通带滤波器及优化方法

说明书

本发明公开了一耦合路径分离型双模谐振器的双通带滤波器及优化方法，第一谐振模式的级间耦合系数只由半波长谐振器控制；第二谐振模式下谐振电长度既包含对称的半波长谐振器也包含加载型枝节线；当两个双模谐振器在一定间距耦合时，一个谐振器的加载枝节线会与另一谐振器的加载枝节线耦合，加载型枝节线和半波长谐振器同时控制第二谐振模式的级间耦合系数，由此增加了两个双模谐振器的级间耦合系数的设计自由度，的两个谐振模式之间的耦合系数可以独立设计；并且两个谐振模式下所包含的电长度的不同，所以首节双模谐振器与外部馈线耦合时两个谐振模式分别所需的外部耦合系数也可以独立控制。

技术领域

本发明属于微波工程技术领域，具体涉及耦合路径分离型双模谐振器的双通带滤波器及优化方法。

背景技术

滤波器作为一种频率选择器件，可以从各种信号中选出所需某一特征频段的信号而将其它信号滤除。滤波器的性能可以用插损、回波损耗、带边陡峭度等参数衡量，其性能好坏对通信系统的信噪比和抗干扰能力具有至关重要的作用。双通带滤波器自本世纪初受到了广泛关注和研究。其特征相对于单通带滤波器在于可以选择出两个特征频段，其性能指标与单通带滤波器类似。

一般来说，设计双通带滤波器有多种方案。文献【1】Lin-Chuan Tsai and Ching-Wen Hsue,Dual-band bandpass filters using equal-length coupled-serial-shunted lines and Z-transform technique,in IEEE Transactions on MicrowaveTheory and Techniques,vol.52,no.4,pp.1111-1117,April 2004.提出了使用带通滤波器与带阻滤波器级联的方案，将一个带阻滤波器的工作频段设计到一个宽带带通滤波器工作频带内从而将一个宽通带劈裂为两个通带。实现了双通带滤波器的设计。这种方法优点在于设计理论清晰，设计方法简单，但是往往会导致滤波器结构尺寸过大。第二种方案是综合方法设计双通带。文献【2】Z.Xu et al.,A Compact Dual-Band BandpassSuperconducting Filter Using Microstrip/CPW Spiral Resonators,in IEEEMicrowave and Wireless Components Letters,vol.23,no.11,pp.584-586,Nov.2013.采用了这种方法。但是这种方法需要复杂的交叉耦合参数，增大了谐振器的结构的设计难度和滤波器整体的电路拓扑结构的复杂程度，不利于二维的微带电路的实现。第三种方案是采用具有两个谐振模式的双模谐振器法。级联多个双模谐振器，利用两个谐振模式的级间耦合分别构成两个通带。采用这种方法构建的双通带滤波器具有电路尺寸小，结构紧凑的优势。但是，对于双模谐振器，两个谐振模式的级间耦合往往相互影响，两个谐振模式分别与外部输入输出的外部耦合系数也相互影响，要调整并同时得到优化的两个模式的级间耦合系数和外部耦合系数是很困难的。这就使得双通带滤波器的两个通带无法独立自由设计。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种耦合路径分离型双模谐振器的双通带滤波器及优化方法，可以增加两个谐振模式的级间耦合设计自由度和外部耦合设计自由度，由此得到两个谐振模式分别所需的级间耦合系数和外部耦合系数。

一种双通带滤波器，由两个以上的双模谐振器级联构成，所述双模谐振器包括一个加载型枝节线和一个左、右对称的半波长谐振器；所述加载型枝节线加载在所述半波长谐振器的中部。

较佳的，所述半波长谐振器为直线型、对称弯折型或者对称螺旋形。

较佳的，所述加载型枝节线为直线型、弯折型或者螺旋型。

较佳的，所述双模谐振器包括上层谐振器结构、下层导体薄膜以及位于上、下两层导体之间的介质基片。

较佳的，所述双通带滤波器的第一级双模谐振器设置有输入馈线，最后一级双模谐振器设置有输出馈线。