一種新型小型化K波段帶通濾波器的設(shè)計(jì)

圖3 直接抽頭式濾波器仿真結(jié)果

對(duì)圖3所示濾波器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，我們提出了一種電容耦合抽頭形式的結(jié)構(gòu)，如圖4所示。在輸入端50歐姆微帶線(xiàn)的末端連接一個(gè)長(zhǎng)度為中心頻率半波長(zhǎng)的諧振單元，再通過(guò)一個(gè)電容耦合把信號(hào)耦合到第一個(gè)三角形諧振單元上。由于半波長(zhǎng)諧振單元兩端的場(chǎng)分量比較強(qiáng)，因此分布在第一個(gè)三角形諧振單元兩角的場(chǎng)分量加強(qiáng)，即傳輸路徑1-3-2和1-4-2耦合系數(shù)增大，耦合電容C1和C3加大。如此以來(lái)，兩個(gè)端口之間有三條主要的傳輸路徑，調(diào)節(jié)各條傳輸路徑的耦合量，使得信號(hào)從一端口經(jīng)不同的路徑到達(dá)二端口時(shí)相位在某個(gè)頻率點(diǎn)上反向，即產(chǎn)生了一個(gè)傳輸零點(diǎn)。調(diào)節(jié)這個(gè)傳輸零點(diǎn)的位置可以有效的改善該濾波器的矩形度。觀(guān)察圖4發(fā)現(xiàn)，我們對(duì)半波長(zhǎng)諧振器進(jìn)行了一小段彎折處理，這是為了不改變其固有諧振頻率的情況下調(diào)節(jié)它與第一個(gè)三角行諧振單元之間的耦合量。

圖4 電容耦合抽頭式濾波器結(jié)構(gòu)示意圖

3 結(jié)果

按照?qǐng)D4所示的結(jié)構(gòu)，在三維電磁場(chǎng)仿真軟件HFSS里建立仿真模型并進(jìn)行優(yōu)化得到如圖5所示的仿真結(jié)果。該濾波器具有很好的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性，可以很方便的進(jìn)行建模和優(yōu)化，優(yōu)化后得到其主要尺寸如圖4所示。其耦合縫寬為0.47mm，易于加工，避免了為減小插入損耗而采取緊耦合從而帶來(lái)加工困難的問(wèn)題。

圖5 電容耦合抽頭式濾波器仿真結(jié)果