用于WLAN/WiMAX的双模双通带滤波器的设计方案

，得到滤波器的版图如图4所示，尺寸大小为14.03 mm×31.48 mm，对应的波导波长为0.15λg × 0.34λg，总的面积为0.051λ2g，其具体的物理尺寸如下：

W0 = 1.54 mm，Wt = 0.57 mm，Lt = 3.12 mm，S =0.99 mm，W1 = 0.8 mm，W2 = 2.46 mm，W3 = 0.72 mm，W4 =0.94 mm，L1 = 19.47 mm，L2 = 4.12 mm，L3 = 2.63 mm，L4 = 3.33 mm，L5 = 0.79 mm，L6 = 17.86 mm.

图4、双模双通带滤波器的设计版图

由图4 可知，源/负载与第一/二个双模谐振器采用的是抽头馈线耦合，两双模谐振器的两边支臂相互耦合。这样的结构有利于两个通带的调节和结构的紧凑。

双模谐振器级联的耦合原理如图5所示。图中的S 表示源，L 表示负载。

图5、双模双通带滤波器的耦合原理

从图5中可以看出，源与第一个谐振器和第二个谐振器的奇模偶模都有耦合，负载也与第一个谐振器和第二个谐振器的奇模偶模都有耦合。第一个谐振器的奇模与第二个谐振器的奇模耦合，构成第一个通带；第一个谐振器的偶模与第二个谐振器的偶模耦合，构成第二个通带，这样就形成了一个双模双通带的滤波器。

图6 显示了滤波器在不同间距S 的情况下带宽的特性。可以看到，耦合间距S 能有效地调节滤波器的带宽特性，当间距S 从0.6 mm增加到1.1 mm时，滤波器的两个带宽明显减小。因此可以调节S 参数来得到想要的带宽，而且滤波器的其它特性几乎不变。

图6、间距S对带宽的影响

图7为该双模滤波器的仿真结果，此结果达到了设计的要求。第一个通带的中心频率为2.45 GHz，第二个通带的中心频率为3.52 GHz，它们的带内的反射系数都小于-20 dB，而且在带外产生了三个零点TZ1、TZ2、TZ3，其频率分别为1.98 GHz、2.93 GHz、3.935 GHz，其衰减分别为-54.3 dB，-40.7 dB，-58.1 dB。而且在上阻带3.78~-6.94 GHz内，其衰减达到-20 dB 以下，具有非常好的带外抑制能力。

图7、双模双通带滤波器的仿真结果

图8为加工实物图，可以看到其尺寸比传统的双通带滤波器小很多，说明双模谐振器具有小型化的优点。

图8、实际加工的滤波器

这里使用的测试仪器为Agilent 公司的E5071C 矢量网络分析仪，在常温条件下对制作的双模滤波器进行测试，实际测量结果与仿真结果非常吻合，如图9所示。

图9、仿真与实测对比

从实测结果来看，中心频率分别为2.44 GHz 和3.48 GHz，3 dB带宽分别为10.7%和6.9%，对应的插入损耗为0.76 dB 和1.13 dB，带内反射分别优于19.2 dB 和15.1 dB.带外产生了三个零点TZ1，TZ2，TZ3，其频率分别为1.96 GHz，2.94 GHz，3.91 GHz，其衰减分别为-53.8 dB，-43.9 dB，-45.6 dB.在上阻带3.75~7.33 GHz内，其衰减达到-20 dB 以下。由此可见，双模双通带滤波器的性能非常好。

3、结论

本文提出了一种新型应用于WLAN/WiMAX 的双模双通带滤波器的设计方案，方案是在对称T 型开路支节加载双模谐振器的基础上，先对其奇偶模原理进行了分析，接着对电场分布和电流分布分析，最后设计出了一个应用于WLAN 和WiMAX 频段的尺寸小、性能好的双模双通带滤波器。此双模滤波器的两个通带是独立可控的，可分别通过调节奇模偶模来实现。本方案所设计的滤波器在带外实现了3个传输零点，实现了宽阻带抑制。并通过仿真、加工、测试，最后的实测结果与仿真结果一致性很好，完全达到了方案设计要求。这种插损低、尺寸小、高选择性的新型双模结构，具有很大的潜在应用价值。