本發(fā)明涉及微波通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種基于中端短路階梯阻抗諧振器的三通帶濾波器。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，伴隨著現(xiàn)代通信產(chǎn)業(yè)的急速發(fā)展，越來(lái)越多的無(wú)線通信設(shè)備得到了廣泛的使用。但是由于通信設(shè)備工作條件的不同使得其所需通信標(biāo)準(zhǔn)也不相同，從而有限的頻率資源越來(lái)越緊張，也使得每一種通信標(biāo)準(zhǔn)所使用的頻段很有可能會(huì)被分成幾個(gè)不相鄰的頻率部分。因此，在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要接收的經(jīng)常是幾個(gè)不相鄰頻率的信號(hào)。如果無(wú)線通信設(shè)備使用傳統(tǒng)的單通帶濾波器，則該通信設(shè)備需要一個(gè)工作在多個(gè)頻段的射頻前端器件，這無(wú)疑增加了設(shè)備的體積，這與現(xiàn)代通信設(shè)備需求的便攜小巧相悖。針對(duì)于這種情況，射頻工程師們開(kāi)始研究具有小型化多通帶頻率特性的濾波器，目前研究較多的是小型化雙通帶濾波器，但雙通帶濾波器已漸漸不能滿足現(xiàn)代通信的需求，而目前研究的三通帶濾波器具有體積較大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)。因此，小型化的多頻段濾波器的研究顯得迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于中端短路階梯阻抗諧振器的三通帶濾波器。

本發(fā)明解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是提供了一種基于中端短路階梯阻抗諧振器的三通帶濾波器，包括：對(duì)稱設(shè)置的第一中間短路階梯阻抗諧振器和第二中間短路階梯阻抗諧振器、對(duì)稱設(shè)置的第一均勻阻抗諧振器和第二均勻阻抗諧振器以及輸入饋線和輸出饋線；所述第一中間短路階梯阻抗諧振器和所述第二中間短路階梯阻抗諧振器間隔設(shè)置且兩階級(jí)聯(lián)；所述輸入饋線和所述輸出饋線分別與所述第一中間短路階梯阻抗諧振器和所述第二中間短路階梯阻抗諧振器之間抽頭耦合；所述第一中間短路階梯阻抗諧振器和所述第二中間短路階梯阻抗諧振器分別與所述第一均勻阻抗諧振器和所述第二均勻阻抗諧振器之間縫隙耦合。

其中，所述第一中間短路階梯阻抗諧振器包括第一短路點(diǎn)和第一彎折部，所述第一短路點(diǎn)設(shè)置在所述第一彎折部的中部，所述第一彎折部向左彎折；所述第二中間短路階梯阻抗諧振器包括第二短路點(diǎn)和第二彎折部，所述第二短路點(diǎn)設(shè)置在所述第二彎折部的中部，所述第二彎折部向右彎折；所述第一彎折部與所述第二彎折部相對(duì)應(yīng)。

其中，所述第一中間短路階梯阻抗諧振器和所述第二中間短路階梯阻抗諧振器的第一對(duì)稱軸線與所述第一均勻阻抗諧振器和所述第二均勻阻抗諧振器的第二對(duì)稱軸線相垂直。

其中，所述第一均勻阻抗諧振器以所述第一對(duì)稱軸線為軸線向下彎折以形成發(fā)卡狀；所述第二均勻阻抗諧振器以所述第二對(duì)稱軸線為軸線向上彎折以形成發(fā)卡狀。

其中，所述輸入饋線和所述第一中間短路階梯阻抗諧振器的連接點(diǎn)到所述第一短路點(diǎn)的距離與所述輸出饋線和所述第二中間短路階梯阻抗諧振器的連接點(diǎn)到所述第二短路點(diǎn)的距離相等，從而使得所述輸入饋線和所述輸出饋線分別與所述第一中間短路階梯阻抗諧振器和所述第二中間短路階梯阻抗諧振器之間形成零度饋線結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果為：可以實(shí)現(xiàn)三通帶的濾波器的特性，滿足通信系統(tǒng)對(duì)三個(gè)不相鄰頻段信號(hào)的濾波要求，可以工作在無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、航空無(wú)線電導(dǎo)航、全球微波互聯(lián)接入等系統(tǒng)中，且具有體積小型化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)靈活等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于中端短路階梯阻抗諧振器的三通帶濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中第一中間短路階梯阻抗諧振器和第二中間短路階梯阻抗諧振器兩階級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1中所述第一中間短路階梯阻抗諧振器和所述第二中間短路階梯阻抗諧振器分別與所述第一均勻阻抗諧振器和所述第二均勻阻抗諧振器之間縫隙耦合的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖1所示的于中端短路階梯阻抗諧振器的小型化三通帶濾波器的頻率響應(yīng)曲線圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1至圖4所示，圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于中端短路階梯阻抗諧振器的三通帶濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中第一中間短路階梯阻抗諧振器和第二中間短路階梯阻抗諧振器兩階級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中所述第一中間短路階梯阻抗諧振器和所述第二中間短路階梯阻抗諧振器分別與所述第一均勻阻抗諧振器201和所述第二均勻阻抗諧振器202之間縫隙耦合的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1所示的于中端短路階梯阻抗諧振器的小型化三通帶濾波器的頻率響應(yīng)曲線圖。其中，401為反射響應(yīng)曲線S11；402為傳輸響應(yīng)曲線S21。

本發(fā)明提供了一種基于中端短路階梯阻抗諧振器的三通帶濾波器，包括：對(duì)稱設(shè)置的第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102、對(duì)稱設(shè)置的第一均勻阻抗諧振器201和第二均勻阻抗諧振器202以及輸入饋線301和輸出饋線302；第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102間隔設(shè)置且兩階級(jí)聯(lián)；輸入饋線301和輸出饋線302分別與第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102之間抽頭耦合；第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102分別與第一均勻阻抗諧振器201和第二均勻阻抗諧振器202之間縫隙耦合。通過(guò)間隔設(shè)置的第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102產(chǎn)生第一通帶411和第二通帶412，分別與第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102縫隙耦合的第一均勻阻抗諧振器201和第二均勻阻抗諧振器202產(chǎn)生第三通帶413，如圖4所示。

如圖2所示，單個(gè)第一中間短路階梯阻抗諧振器101或第二中間短路階梯阻抗諧振器102諧振產(chǎn)生的是雙模單通帶，通過(guò)改變第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102之間的距離g來(lái)調(diào)整第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102的耦合系數(shù)。進(jìn)而在第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102形成的通帶間引入一個(gè)傳輸零點(diǎn)，形成雙模雙通帶濾波器。

進(jìn)一步地，第一中間短路階梯阻抗諧振器101包括第一短路點(diǎn)和第一彎折部，第一短路點(diǎn)設(shè)置在第一彎折部的中部，第一彎折部向左彎折；第二中間短路階梯阻抗諧振器102包括第二短路點(diǎn)和第二彎折部，第二短路點(diǎn)設(shè)置在第二彎折部的中部，第二彎折部向右彎折；第一彎折部與第二彎折部相對(duì)應(yīng)。其中，第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102非彎折部分的寬度均為w2，第一彎折部和第二彎折部的寬度均為w1，第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102的阻抗比k＝w2/w1，從而可以通過(guò)改變阻抗比k來(lái)改變圖4中第一通帶411和第二通帶412的中心諧振頻率。

進(jìn)一步地，第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102的第一對(duì)稱軸線與第一均勻阻抗諧振器201和第二均勻阻抗諧振器202的第二對(duì)稱軸線相垂直。

進(jìn)一步地，如圖3所示，第一均勻阻抗諧振器201以第一對(duì)稱軸線為軸線向下彎折以形成發(fā)卡狀；第二均勻阻抗諧振器202以第二對(duì)稱軸線為軸線向上彎折以形成發(fā)卡狀。圖3在圖2中第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102的基礎(chǔ)上，加入了一對(duì)對(duì)稱的進(jìn)行彎折的第一均勻阻抗諧振器201和第二均勻阻抗諧振器202進(jìn)行耦合，使得第一均勻阻抗諧振器201和第二均勻阻抗諧振器202產(chǎn)生一個(gè)通帶，從而引入了第三通帶413。通常，第一均勻阻抗諧振器201和第二均勻阻抗諧振器202的長(zhǎng)度相等且彎折方式也關(guān)于第二對(duì)稱軸線相對(duì)稱。本發(fā)明中，可以通過(guò)改變第一均勻阻抗諧振器201和第二均勻阻抗諧振器202的長(zhǎng)度來(lái)改變圖4中第三通帶413的中心諧振頻率。通過(guò)將第一均勻阻抗諧振器201和第二均勻阻抗諧振器202彎折以形成發(fā)卡狀可以實(shí)現(xiàn)與第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102更好的耦合效果，并通過(guò)彎折達(dá)到了小型化的目的。

進(jìn)一步地，如圖1所示，輸入饋線301和第一中間短路階梯阻抗諧振器101的連接點(diǎn)到第一短路點(diǎn)的距離與輸出饋線302分別和第二中間短路階梯阻抗諧振器102的連接點(diǎn)到第二短路點(diǎn)的距離相等，從而使得輸入饋線301和輸出饋線302分別與第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102之間形成零度饋線結(jié)構(gòu)。圖1在圖2和圖3的基礎(chǔ)上加上輸入饋線301和輸出饋線302，輸入饋線301和輸出饋線302分別與第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102直接相連接，進(jìn)行抽頭耦合，并通過(guò)保證輸入饋線301和第一中間短路階梯阻抗諧振器101的連接點(diǎn)到第一短路點(diǎn)的距離與輸出饋線302分別和第二中間短路階梯阻抗諧振器102的連接點(diǎn)到第二短路點(diǎn)的距離相等，即圖1中的L1和L2的距離相等(L1＝L2)，形成零度饋線結(jié)構(gòu)，從而在三個(gè)通帶兩側(cè)引入傳輸零點(diǎn)，使得如圖4中所示的三個(gè)通帶的陡峭型都很高，保證了通帶的選擇性。而且，通過(guò)改變L1和L2的大小，可以取得高的品質(zhì)因數(shù)。

本發(fā)明的兩階級(jí)聯(lián)的第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102的第一短路點(diǎn)和第二短路點(diǎn)分別在第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102中間，并進(jìn)行彎折減小了尺寸，使結(jié)構(gòu)更緊湊，且可以通過(guò)改變第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102的間距來(lái)控制第一通帶411和第二通帶412的帶寬。輸入饋線301與輸出饋線302與第一中間短路階梯阻抗諧振器101和第二中間短路階梯阻抗諧振器102形成零度饋線結(jié)構(gòu)；同時(shí)，在第一通帶411和第二通帶412兩側(cè)引入了傳輸零點(diǎn)，提高了通帶的選擇性。

本實(shí)施例的基于中端短路階梯阻抗諧振器的小型化三通帶濾波器，可以實(shí)現(xiàn)三通帶的濾波器的特性，滿足通信系統(tǒng)對(duì)三個(gè)不相鄰頻段信號(hào)的濾波要求，可以工作在無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、航空無(wú)線電導(dǎo)航、全球微波互聯(lián)接入等系統(tǒng)中，且具有體積小型化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)靈活等特點(diǎn)。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。