[实用新型]一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器

说明书

本实用新型公开了一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，包括微带线导体、微带线地板、交指电容过渡结构、微带线渐变过渡结构、模式复合传输线、阶梯阻抗低通滤波器、四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器、基片集成波导滤波器、介质基板。本实用新型适用于微波毫米波宽带及多频系统的小型化双通带滤波器设计中，其优点是仅需要单层基板实现超大频率比双通带滤波器，两通带间带外抑制高，且两个通带可以独立设计。

技术领域

本实用新型属于微波毫米波双通带滤波器技术领域，一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器

背景技术

滤波器作为无线通信系统中的一个重要的组成部分，对整个系统的性能起着至关重要的作用。随着宽带，多频微波毫米波系统的发展，对宽带，多通带，高性能，小型化滤波器的需求也越来越大。其中多通带滤波器能够有效的减少系统通道数，简化系统构架。对于传统的双通带滤波器，通常采用谐振器的高次谐波或者简并模来进行设计，但是这种设计方法很难实现两个通带的独立设计，且很难实现大频率比的双通带滤波器，进而很难适用于宽带或者大频率比的多频系统中。因此，对于实现高自由度大频率比双通带滤波器的研究是十分有价值的。

目前国内外关于大频率比滤波器的研究还处于起步阶段，2018年，S.Y. Zheng等学者提出了一种利用小孔耦合将高低频进行模式分离，来设计大频率比滤波器，能够实现12倍频的大频率比双通带滤波器，但该种滤波需要用多层结构实现，不适合平面集成。(S.Y.Zheng,Z.L.Su,Y.M.Pan,Z. Qamar and D.Ho,New Dual-/Tri-Band BandpassFilters and Diplexer With Large Frequency Ratio,in IEEE Transactions onMicrowave Theory and Techniques,vol.66,no.6,pp.2978-2992,June 2018.)。模式复合传输线作为一种适用于多频，宽带系统的新型传输线，具有结构复用，模式复合的特点。模式复合共面波导由基片集成波导与准共面波导复合而成，是一种单层结构实现的模式复合传输线，通过一种由交指电容和微带渐变线组成的过渡结构能够在仅一对输入输出端口的情况下，实现模式复合共面波导与微带线的良好过渡。使其在低频由微带线过渡到准共面波导的TEM模式，在高频过渡到基片集成波导的TE₁₀模式。这种随频率变化的模式选择特性为高自由度大频率比的双通带滤波器提供了可能性。但基于模式复合共面波导的滤波器设计理论尚不完善，具有研究的价值。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，在单层结构的前提下，实现高性能大频率比的双通带滤波性能。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，包括微带线导体、微带线地板、交指电容过渡结构、微带线渐变过渡结构、模式复合传输线、阶梯阻抗低通滤波器、四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器、基片集成波导滤波器、介质基板，所述的交指电容过渡结构位于微带线地板与模式复合传输线之间且位于介质基板下表面；所述的微带线渐变过渡结构位于模式复合传输线与微带线导体之间且为与介质基板上表面；所述的阶梯阻抗低通滤波器通过模式复合传输线与四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器连接。

进一步的，所述的模式复合传输线由基片集成波导与位于介质基板下表面的两侧边导体平面构成，它可以看成是准共面波导和基片集成波导复合而成；基片集成波导作为准共面波导的中心导体和不与基片集成波导接触的两侧边导体平面组成了准共面波导。

进一步的，所述的基片集成波导滤波器作为双通带滤波器的高频通带由基片集成波导中的金属通孔对形成的谐振器构成；所述的阶梯阻抗低通滤波器起到低频通带高次谐波抑制的作用由准共面波导低阻抗线和高阻抗线级联而成；所述的四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器作为双通带滤波器的低频通带由两对对称且弯折的四分之一波长阶梯阻抗谐振器和起匹配作用的模式复合传输线组成。