基于开环谐振器和非对称耦合线的三通带带通滤波器设计.pdf

《基于开环谐振器和非对称耦合线的三通带带通滤波器设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第38卷第4期江西师范大学学报(自然科学版)V01．38No．42014年7月JournalofJiangxiNormalUniversity(NaturalScience)Ju1．2014文章编号：10003862(2014)04-03704)4基于开环谐振器和非对称耦合线的三通带带通滤波器设计刘海文，蒋浩，雷久淮，覃凤，彭苏萍(中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京100083；2．华东交通大学信息工程学院，江西南昌330013)摘要：利用枝节加载开环多模谐振器和非对称耦合线，设计了一种紧凑型三通带带通滤波

2、器．该多模谐振器在通带内能产生3个奇模和3个偶模．运用奇偶模理论对该谐振器的特性进行分析，其通带边缘的多个传输零点，可显著提高滤波器的选择性和阻带特性，且通过调节非对称耦合线位置，还可以实现对传输零点的有效调控．该滤波器可应用于全球移动通信系统GSM、全球定位系统和数字蜂窝系统DCS．关键词：三通带；滤波器；非对称耦合线；枝节加载；开环谐振器；奇偶模理论中图分类号："IN454文献标志码：A0引言1三通带滤波器的设计近年来，随着无线通信系统的快速发展，滤波器1．1谐振器的分析的设计向小型化、高性能化、低成本和易集成等方向本

3、文设计的枝节加载开环多模谐振器如图l所发展．将滤波器做成多频段结构，整个系统功耗将大示，它由3段长度分别为2、2L、2。，宽度为W的大降低，结构也会更加紧凑，更利于集成．因此，对多平行微带线，和1段长度为no=H++、宽度频无线前端的关键部件——多频带滤波器的研究，为2w的微带线构成．由于整个谐振器结构沿分界就显得更加迫切和重要‘l．目前，设计三频带滤波线对称分布，因此，可运用奇偶模理论对谐振器的方法主要有：通过级联多个谐振器的方法来实器进行分析，其奇、偶模等效电路如图2所示．本文现三通带滤波器，但该方法会占用较大电路尺采

4、用仿真工具为电磁仿真软件Sonnet11，介质基片寸．基于阶跃阻抗和缺陷地结构的三频带滤波厚度为0．8mm，介电常数为3．5．器，虽然有其独特的优点，但3个工作频带与对应电路结构尺寸不能独立可调，从而降低了滤波器——I设计的灵活性．本文利用枝节加载开环多模谐振器和非对称耦厶．合线来设计三通带滤波器．运用奇偶模理论对多模．●谐振器的特性进行了分析，证明通过调节相关电路．±结构尺寸参数，3个通带的中心频率位置能够独立工。+1wi可调．同时，通过调节非对称耦合线位置，还可以改变耦合线与谐振器之间的耦合度，从而实现对传输零点(Tz

5、)位置的调控，进而提高通带的选择性和阻图1谐振器示意图带特性引．收稿日期：2014-05-07基金项目：国家自然科学基金(61061001)和国际合作基金(20121BDH80015)资助项目．作者简介：刘海文(1975-)，男，湖南邵阳人，教授，博士，博士生导师，主要从事微波技术及MMIC电路方面的研究372江西师范大学学报(自然科学版)’2014拄中，随着耦合间隙的增加，rZ向低频方向移动．根2仿真与测试结果据以上分析可以知道，在不改变谐振器参数的情况下，可通过调节非对称耦合线来有效控制传输零点通过电磁仿真工具进一步优

6、化滤波器，其物理位置，提高滤波器的滤波选择性．尺寸选定为：W=0．4mm，S=0．2mm，L1=744．2mm，L2=31mm，L3=27．3mm，L4=8．7mm，_——●i6L5=20．2mm，L6=28．2mm，L7=4．2mm，=一-一]__6．1mm，Ho=35．2mm．加工的实物图如图6所示，电路的实际尺寸为18．2inm×35．6ITIIn(约0．10A×Q0．19A，A为第1通带中心频率所对应的导波波r1’长)．电磁仿真与实测结果对比如图7所示，2者吻，Ho合较好．通带内的3对奇、偶模分别在0．935～1r

7、I0．975GHz，1．54～1．57GHz和1．8～1．845GHz，该I滤波器在3个通带内的插入损耗分别是1．3，1．46图4滤波器的拓扑结构图和1．92dB，5个传输零点分别位于0．815，1．02，1．49，1．63和1．91GHz．图6三通带滤波器实物图笔罟=晶砻0．40．60．81．01．21．41．61．82．O2．2f／c,rlz图7滤波器频率响应仿真和测试结果图3结论(a)改变，(b)改变(+L6=48．4mm)，(c)改变

8、s本文基于多模开环多模谐振器和非对称耦合线图5电路参数对谐振器奇偶模位置的影响设

9、计了1款三通带滤波器，可应用于GSM，GPS和第4期刘海文，等：基于开环谐振器和非对称耦合线的三通带带通滤波器设计373DCS无线通信系统．运用奇偶模理论对谐振器进行[4]ChenWeiyu，SuYi—hsin，KuanHon，eta1．Simplemethodtotri—bandbandpassfil