一种新型的双模双通带滤波器的设计方案
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。
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。
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。
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