本發(fā)明涉及射頻微波通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)代微波通信系統(tǒng)中，帶通濾波器(bpf)需具有良好的選擇性，帶外抑制度，寬阻帶以及小型化結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的基于加載式諧振器的多模bpf雖然具有較好的選擇性，但是存在很多寄生通帶。多模諧振器通過(guò)單一諧振體，可以產(chǎn)生多個(gè)諧振模式，因此，運(yùn)用多模諧振器設(shè)計(jì)微波器件可以有效減小器件尺寸。現(xiàn)有技術(shù)中的帶通濾波器的通帶選擇性不高，不能完全滿足現(xiàn)代微波通信系統(tǒng)的需求。多模諧振器雖然已經(jīng)被提出，但只是運(yùn)用于寬帶濾波器的設(shè)計(jì)。而本發(fā)明基于qmdgsr采用了新的源載耦合饋電方法，首次提出了基于qmdgsr的尺寸較小的三通帶濾波結(jié)構(gòu)。同時(shí)還給出并驗(yàn)證了其等效電路模型，推導(dǎo)出了該三通帶濾波結(jié)構(gòu)的零點(diǎn)計(jì)算方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的提供一種基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)，不僅加工簡(jiǎn)單成本低廉，而且產(chǎn)生三個(gè)基本傳輸通帶，具有較高的通帶選擇性，不需要增加額外諧振體，縮小了結(jié)構(gòu)尺寸。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)，包括pcb介質(zhì)板、四模缺陷地式諧振器以及兩根微帶饋線，所述四模缺陷地式諧振器刻蝕在pcb介質(zhì)板的一表面，兩根微帶饋線分別設(shè)置在pcb介質(zhì)板的另一表面，所述四模缺陷地式諧振器的形狀關(guān)于該四模缺陷地式諧振器的第一中心軸線對(duì)稱，并且關(guān)于該四模缺陷地式諧振器的第二中心軸線對(duì)稱，第一中心軸線與第二中心軸線相互垂直；所述四模缺陷地式諧振器包括第一諧振單元和四個(gè)第二諧振單元，第一諧振單元由第一槽線、第二槽線和第三槽線構(gòu)成，第二諧振單元由第四槽線、第五槽線和第六槽線構(gòu)成，其中，第一諧振單元的形狀為h形、或者為準(zhǔn)h形，第二諧振單元的形狀為l形、準(zhǔn)l形、u形、或者為準(zhǔn)u形；四個(gè)第二諧振單元的一端分別連接第一諧振單元的四端，每一個(gè)第二諧振單元向第一中心軸線延伸并向四模缺陷地式諧振器的中心彎折；位于第一中心軸線同側(cè)的兩個(gè)第二諧振單元之間隔有間隔；兩根微帶饋線的前端分別延伸到pcb介質(zhì)板的邊緣形成兩個(gè)端口，兩根微帶饋線的末端分別從位于第一槽線同側(cè)的兩條第四槽線向第一中心軸線延伸并終止靠近第二諧振單元的閉口處，兩根微帶饋線關(guān)于第一中心軸線對(duì)稱，兩根微帶饋線末端之間的間距靠近，兩根微帶饋線形成源載耦合的饋電結(jié)構(gòu)，該饋電結(jié)構(gòu)形成四個(gè)傳輸零點(diǎn)形成三通帶濾波結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述第一槽線的一端連接第二槽線的中部，第一槽線的另一端連接第三槽線的中部，第二槽線和第三槽線平行并均與第一槽線垂直；第四槽線的一端連接第二槽線或者第三槽線的另一端，并向第一中心軸線向第延伸，第四槽線的另一端連接第五槽線的一端，第五槽線的另一端連接第六槽線的一端并向第二中心軸線延伸，第四槽線和第六槽線平行并與第五槽線垂直。優(yōu)選的，部分所述第一槽線、位于第一槽線一側(cè)的第二槽線或者第三槽線、位于第一槽線一側(cè)的同一第二諧振單元中的第四槽線、第五槽線和第六槽線包圍的pcb介質(zhì)板形成第一極板，該第一極板的形狀為l形，第一極板的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)第一極板關(guān)于第一中心軸線軸對(duì)稱。優(yōu)選的，部分所述第一槽線、位于第一槽線另一側(cè)的第二槽線或者第三槽線、位于第一槽線另一側(cè)的同一第二諧振單元中的第四槽線、第五槽線和第六槽線包圍的pcb介質(zhì)板形成第二極板，第二極板的形狀為l形，第二極板的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)第二極板關(guān)于第一中心軸線軸對(duì)稱。優(yōu)選的，所述第一槽線的長(zhǎng)度為l1＝23.5mm、寬度為w1＝0.68mm；第二槽線和第三槽線的長(zhǎng)度均為l2＝12mm；第二槽線和第三槽線的寬度均為w2＝0.3mm；第四槽線的長(zhǎng)度為l3＝11.05mm、寬度為w3＝0.3mm；第五槽線的長(zhǎng)度為l4＝2.8mm、寬度為w3＝0.3mm；第六槽線的長(zhǎng)度為l5＝7.3mm、寬度為w3＝0.3mm；位于第一槽線同側(cè)的兩條第五槽線之間的距離為s1＝0.8mm，第一槽線與第六槽線之間的距離為s2＝2.27mm。優(yōu)選的，所述第一槽線和第六槽線之間的部分pcb介質(zhì)板形成第一電感l(wèi)s，第一電感l(wèi)s的數(shù)量為四個(gè)，位于第一槽線同側(cè)的分別形成兩個(gè)第一電感l(wèi)s的兩個(gè)pcb介質(zhì)板連通，位于第一中心軸線同側(cè)的形成第一電感l(wèi)s的pcb介質(zhì)板和形成第一極板的pcb介質(zhì)板連通，位于第一中心軸線同側(cè)的形成第一電感l(wèi)s的pcb介質(zhì)板和形成第二極板的pcb介質(zhì)板連通；位于第一槽線同側(cè)的兩條第五槽線之間的pcb介質(zhì)板形成第二電感l(wèi)p，第二電感l(wèi)p的數(shù)量為兩個(gè)，位于第一槽線同側(cè)的形成第二電感l(wèi)p的pcb介質(zhì)板和分別形成兩個(gè)第一電感l(wèi)s的兩個(gè)pcb介質(zhì)板連通并形成t形的形狀。優(yōu)選的，所述四模缺陷地式諧振器外圍的pcb介質(zhì)板形成射頻地平面，形成射頻地平面的pcb介質(zhì)板和形成第二電感l(wèi)p的pcb介質(zhì)板連通，位于第一中心軸線同側(cè)的第一極板和第二極板形成第一電容cm，第一極板或者第二極板和金屬地平面之間形成第二電容cc。優(yōu)選的，所述兩根微帶饋線的末端間隔之間的pcb介質(zhì)板形成源載耦合電容cs，每一根微帶饋線與四模缺陷地式諧振器之間的pcb介質(zhì)板形成饋電耦合電容cp，饋電耦合電容cp的數(shù)量為兩個(gè)，位于每一根微帶饋線的pcb介質(zhì)板與位于第一槽線下側(cè)的分別形成兩個(gè)第一電感l(wèi)s的pcb介質(zhì)板連通。優(yōu)選的，所述兩根微帶饋線分別和第一槽線同側(cè)的兩條第四槽線的位置對(duì)應(yīng)且關(guān)于第一中心軸線對(duì)稱，微帶饋線的寬度比第四槽線的寬度寬，所述微帶饋線的末端終止于靠近第五槽線處，每一根微帶饋線的靠近第二中心軸線的邊緣到第四槽線的遠(yuǎn)離第二中心軸線的邊緣的距離為d1＝1.35mm。優(yōu)選的，所述兩根微帶饋線末端之間的間距d2為1.6mm，每一根微帶饋線的寬度w0均為2.34mm，每一根微帶饋線的阻抗均為50ω。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了不僅加工簡(jiǎn)單成本低廉，而且可以產(chǎn)生三個(gè)基本傳輸通帶，形成三通帶濾波結(jié)構(gòu)，因此被廣泛應(yīng)用于寬帶和多頻段射頻微波通信中。由于四模缺陷地式諧振器是在饋電平面上開(kāi)槽獲得，因此不需要增加額外諧振體，具有縮小本發(fā)明所述基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)尺寸的功能。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明三通帶濾波結(jié)構(gòu)中的四模缺陷地式諧振器刻蝕在pcb介質(zhì)板下底面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為四模缺陷地式諧振器中的第一諧振單元的結(jié)構(gòu)圖；圖4為四模缺陷地式諧振器中的第二諧振單元的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明三通帶濾波結(jié)構(gòu)中的兩根微帶饋線刻蝕在pcb介質(zhì)板上表面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)的等效電路模型；圖7是本發(fā)明基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)的奇偶模等效電路；圖8是本發(fā)明基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)的pcb仿真與電路仿真結(jié)果示意圖；圖9是兩根微帶饋線之間的間距d2對(duì)四個(gè)傳輸零點(diǎn)tz1、tz2、tz3、tz4的影響示意圖；圖10是四模缺陷地式諧振器的奇偶模等效電路模型；圖11為第一電容cm對(duì)四個(gè)傳輸零點(diǎn)的影響以及四模缺陷地式諧振器在ftz1和ftz4頻率時(shí)的電流分布；圖12是三通帶濾波結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化電路模型及其相應(yīng)奇偶模等效電路圖。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，將在具體實(shí)施方式部分一并參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。具體實(shí)施方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成上述目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參照?qǐng)D1所示，圖1是本發(fā)明基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，本發(fā)明提出的三通帶濾波結(jié)構(gòu)包括四模缺陷地式諧振器(qmdgsr)1、射頻地平面2以及兩根微帶饋線3。所述四模缺陷地式諧振器1刻蝕在pcb介質(zhì)板10的一表面(例如下表面，參考圖2所示)，該表面沒(méi)有刻蝕四模缺陷地式諧振器1的剩余部分稱作為射頻地平面2，兩根微帶饋線3分別設(shè)置在pcb介質(zhì)板10的另一表面(例如上表面，參考圖5所示)。所述pcb介質(zhì)板10為一種金屬介質(zhì)板，該pcb介質(zhì)板10的厚度為0.79mm，介電常數(shù)為2.34。參考圖2所示，圖2是四模缺陷地式諧振器刻蝕在pcb介質(zhì)板下底面的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，所述四模缺陷地式諧振器1具有上下和左右均為對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，使得該四模缺陷地式諧振器1同時(shí)具有四個(gè)諧振模式，每一諧振模式的諧振頻率具有良好的可調(diào)性。所述四模缺陷地式諧振器1的形狀和結(jié)構(gòu)具體描述如下：所述四模缺陷地式諧振器1的形狀關(guān)于該四模缺陷地式諧振器1的第一中心軸線ab對(duì)稱，并且關(guān)于該四模缺陷地式諧振器1的第二中心軸線cd對(duì)稱，第一中心軸線ab與第二中心軸線cd相互垂直。在本實(shí)施例中，所述四模缺陷地式諧振器1包括第一諧振單元11和四個(gè)第二諧振單元12。其中，第一諧振單元11的形狀為h形、或者為準(zhǔn)h形，本實(shí)施例中定義的準(zhǔn)h形為整體上近似于h形的形狀。第二諧振單元12的形狀為l形、準(zhǔn)l形、u形、或者為準(zhǔn)u形，本實(shí)施例中定義的準(zhǔn)l形為整體上近似于l形，例如l形的一自由端(即不與第一諧振單元11連接的一端)可彎折較小的一段，該非常小的一段的長(zhǎng)度相對(duì)于該自由端所在邊的長(zhǎng)度而言較短。本實(shí)施中定義的準(zhǔn)u形為整體上近似于u形的一自由端(即不與第一諧振單元11連接的一端)可再?gòu)澱壑辽僖淮?，在該每次彎折后的彎折端的長(zhǎng)度相對(duì)于該自由端所在邊的長(zhǎng)度而言較短，從而使得整體上仍然近似于u形，不會(huì)顯著影響第二諧振單元12的性能。四個(gè)第二諧振單元12的一端分別連接第一諧振單元11的四端。每一個(gè)第二諧振單元12向第一中心軸線ab延伸并向四模缺陷地式諧振器1的中心彎折，該彎折的次數(shù)為兩次。四個(gè)第二諧振單元12的l形、準(zhǔn)l形、u形或者準(zhǔn)u形的開(kāi)口均朝向四模缺陷地式諧振器1的四周。位于第一中心軸線ab或者第二中心軸線cd同側(cè)的兩個(gè)第二諧振單元12之間隔有間隔。參考如圖3所示，圖3為四模缺陷地式諧振器中的第一諧振單元的結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施例中，所述第一諧振單元11由第一槽線111、第二槽線112和第三槽線113構(gòu)成。該第一槽線111的一端連接第二槽線112的中部，第一槽線111的另一端連接第三槽線113的中部。第二槽線112和第三槽線113平行并均與第一槽線111垂直，因此，第一槽線111、第二槽線112和第三槽線113構(gòu)成了h形或者準(zhǔn)h形。參考如圖4所示，圖4為四模缺陷地式諧振器中的第二諧振單元的結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙C振單元12為u形或者準(zhǔn)u形，該第二諧振單元12由第四槽線124、第五槽線125和第六槽線126構(gòu)成。第四槽線124的一端連接第二槽線112或者第三槽線113的另一端，并向第一中心軸線向第ab延伸，第四槽線124的另一端連接第五槽線125的一端，第五槽線125的另一端連接第六槽線126的一端并向第二中心軸線cd延伸。第四槽線124和第六槽線126平行并與第五槽線125垂直。其中，第六槽線126的長(zhǎng)度比第四槽線224的長(zhǎng)度短。因此，第四槽線124、第五槽線125和第六槽線126構(gòu)成了u形或者準(zhǔn)u形。當(dāng)?shù)诙C振單元12為l形、準(zhǔn)l形，該第二諧振單元12也可通過(guò)相應(yīng)的槽線形成l形或者準(zhǔn)l形的結(jié)構(gòu)。再參考圖2所示，部分第一槽線111、位于第一槽線111一側(cè)的第二槽線112或者第三槽線113、位于第一槽線111一側(cè)的同一第二諧振單元12中的第四槽線124、第五槽線125和第六槽線126包圍的pcb介質(zhì)板形成第一極板31，該第一極板31的形狀為l形。第一極板31的數(shù)量為兩個(gè)(分別為與第二槽線112圍成的pcb介質(zhì)板和與第三槽線113圍成的pcb介質(zhì)板)，兩個(gè)第一極板31關(guān)于第一中心軸線ab軸對(duì)稱。部分第一槽線111、位于第一槽線111另一側(cè)的第二槽線112或者第三槽線113、位于第一槽線111另一側(cè)的同一第二諧振單元12中的第四槽線124、第五槽線125和第六槽線126包圍的pcb介質(zhì)板形成第二極板32，第二極板32的形狀為l形。第二極板32的數(shù)量為兩個(gè)(分別為與第二槽線112圍成的pcb介質(zhì)板和與第三槽線113圍成的pcb介質(zhì)板)，兩個(gè)第二極板32關(guān)于第一中心軸線ab軸對(duì)稱。再參考圖1所示，第一槽線111的長(zhǎng)度為l1＝23.5mm、寬度為w1＝0.68mm；第二槽線112和第三槽線113的長(zhǎng)度相等，均為l2＝12mm；第二槽線112和第三槽線113的寬度相等，均為w2＝0.3mm；第四槽線124的長(zhǎng)度為l3＝11.05mm、寬度為w3＝0.3mm；第五槽線125的長(zhǎng)度為l4＝2.8mm、寬度為w3＝0.3mm；第六槽線的長(zhǎng)度為l5＝7.3mm、寬度為w3＝0.3mm；位于第一槽線111同側(cè)的兩條第五槽線125之間的距離為s1＝0.8mm，第一槽線111與第六槽線126之間的距離為s2＝2.27mm；如圖5所示，圖5是本發(fā)明三通帶濾波結(jié)構(gòu)中的兩根微帶饋線刻蝕在pcb介質(zhì)板上表面的結(jié)構(gòu)示意圖。由于所述兩根微帶饋線3分別設(shè)置在相對(duì)于四模缺陷地式諧振器1設(shè)置在pcb介質(zhì)板10的另一表面，因此兩根微帶饋線3在pcb介質(zhì)板10的另一表面上對(duì)四模缺陷地式諧振器1進(jìn)行饋電。在本實(shí)施例中，兩根微帶饋線3的前端分別延伸到pcb介質(zhì)板10的邊緣形成兩個(gè)端口(第一端口p1和第二端口p2)，微帶饋線3的末端分別從位于第一槽線111同側(cè)的兩條第四槽線124向第一中心軸線ab延伸并終止靠近第二諧振單元12的l形、準(zhǔn)l形、u形或者準(zhǔn)u形的閉口處，兩根微帶饋線3關(guān)于第一中心軸線ab對(duì)稱。需要強(qiáng)調(diào)的是，兩根微帶饋線3同時(shí)位于第一槽線111同一上側(cè)的兩條第四槽線124上，或者同時(shí)位于第一槽線111同一下側(cè)的兩條第四槽線124上，而不是位于四模缺陷地式諧振器1的對(duì)角線上的兩條第四槽線124上。在本實(shí)施例中，兩根微帶饋線3和第一槽線111同側(cè)的兩條第四槽線124的位置對(duì)應(yīng)，且關(guān)于第一中心軸線ab對(duì)稱。微帶饋線3的寬度比第四槽線124的寬度寬，使得微帶饋線3覆蓋部分的第四槽線124。每根微帶饋線3的寬度w0優(yōu)選為2.34mm，微帶饋線3的另一端終止于靠近第五槽線125處，并未接觸到第五槽線125。優(yōu)選的，每一根微帶饋線3的阻抗均為50ω，每一根微帶饋線3的靠近第二中心軸線cd的邊緣到第四槽線124的遠(yuǎn)離第二中心軸線cd的邊緣的距離為d1，兩根微帶饋線3之間的間距靠近，定義兩根微帶饋線3之間的間距為d2，該間距為d2小于5mm(即0-5mm范圍內(nèi)的值)，本實(shí)施例中優(yōu)選為d2＝1.6mm；由于兩根微帶饋線3之間的間距為d2確定，一旦pcb介質(zhì)板10的長(zhǎng)度確定(例如l0)，因此每一根微帶饋線3的長(zhǎng)度則為d0＝(l0-d2)/2。在本實(shí)施例中，下表1為本發(fā)明基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)：表1：基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)參數(shù)mm參數(shù)mm參數(shù)mm參數(shù)mmw02.34w10.68w20.3w30.3d11.35d21.6s10.8s22.27在本發(fā)明中，由于兩根微帶饋線3的末端距離靠的很近(兩根微帶饋線3之間的間距d2為0-5mm)，因此形成了源載耦合的饋電結(jié)構(gòu)。由于該源載耦合的形成，該饋電結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生四個(gè)傳輸零點(diǎn)，從而形成了本發(fā)明所述的三通帶濾波結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，只要兩根微帶饋線3的末端距離小于5mm，均可形成三通帶特性。本發(fā)明的具體實(shí)施例d2優(yōu)選為1.6mm，可以獲得較好的三通帶特性。如圖6所示，圖6是本發(fā)明基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)的等效電路模型。通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本發(fā)明采用奇偶膜理論來(lái)為四模缺陷地式諧振器1提取出等效電路模型，三通帶濾波結(jié)構(gòu)具體的等效電路模型描述如下：第一槽線111和第六槽線126之間的部分pcb介質(zhì)板形成第一電感l(wèi)s，由于有四個(gè)第二諧振單元12，因此第一電感l(wèi)s的數(shù)量為四個(gè)。位于第一槽線111同側(cè)的分別形成兩個(gè)第一電感l(wèi)s的兩個(gè)pcb介質(zhì)板連通。位于第一中心軸線ab同側(cè)的形成第一電感l(wèi)s的pcb介質(zhì)板和形成第一極板的pcb介質(zhì)板連通。位于第一中心軸線ab同側(cè)的形成第一電感l(wèi)s的pcb介質(zhì)板和形成第二極板32的pcb介質(zhì)板連通。位于第一槽線111同側(cè)的兩條第五槽線125之間的pcb介質(zhì)板形成第二電感l(wèi)p。由于第一槽線111的兩側(cè)各有兩條第五槽線125，因此第二電感l(wèi)p的數(shù)量為兩個(gè)。位于第一槽線111同側(cè)的形成第二電感l(wèi)p的pcb介質(zhì)板和分別形成兩個(gè)第一電感l(wèi)s的兩個(gè)pcb介質(zhì)板連通并形成t形的形狀。所述四模缺陷地式諧振器1外圍的pcb介質(zhì)板形成射頻地平面2，形成射頻地平面2的pcb介質(zhì)板和形成第二電感l(wèi)p的pcb介質(zhì)板連通。位于第一中心軸線ab同側(cè)的第一極板31和第二極板32形成第一電容cm，第一極板31或者第二極板32和金屬地平面11之間形成第二電容cc。兩根微帶饋線3末端間隔之間的pcb介質(zhì)板形成源載耦合電容cs，每一根微帶饋線3與四模缺陷地式諧振器(qmdgsr)1之間的pcb介質(zhì)板形成饋電耦合電容cp。由于有兩根微帶饋線3，因此形成兩個(gè)饋電耦合電容cp。位于每一根微帶饋線3的pcb介質(zhì)板與位于第一槽線111下側(cè)的分別形成兩個(gè)第一電感l(wèi)s的兩個(gè)pcb介質(zhì)板連通。如圖7所示，為本發(fā)明基于三通帶濾波結(jié)構(gòu)的三通帶濾波結(jié)構(gòu)的奇偶模等效電路。其中，圖7(a)為三通帶濾波結(jié)構(gòu)的奇模等效電路，圖7(b)為三通帶濾波結(jié)構(gòu)的偶模等效電路。其中，第一中心軸線ab在奇模中相當(dāng)于短路，可以看作是一個(gè)虛擬的接地面。當(dāng)?shù)谝恢行妮S線ab相當(dāng)于短路時(shí)，則電流不會(huì)通過(guò)第二電感l(wèi)p，則第二電感l(wèi)p無(wú)效。第一中心軸線ab在偶模中相當(dāng)于開(kāi)路。當(dāng)?shù)谝恢行妮S線ab相當(dāng)于開(kāi)路時(shí)，則形成第二電感l(wèi)p的pcb介質(zhì)板相當(dāng)于被剖成了兩半。由于電感的大小和金屬的粗細(xì)有關(guān)，因此第一中心軸線ab相當(dāng)于開(kāi)路時(shí)的第二電感l(wèi)p的大小的兩倍，即此時(shí)第二電感l(wèi)p的大小為2lp。同樣的，第二中心軸線cd短路在奇模中相當(dāng)于短路，可以看作是一個(gè)虛擬的接地面。當(dāng)?shù)诙行妮S線cd短路時(shí)，則第一電容cm的兩級(jí)板之間的距離相當(dāng)于縮短了一半。由于電容的大小和極板之間的距離有關(guān)，因此第二中心軸線cd相當(dāng)于短路時(shí)的第一電容cm的大小是原來(lái)的第一電容cm的大小的兩倍，即此時(shí)第一電容cm的大小為2cm。當(dāng)?shù)诙行妮S線cd在偶模中相當(dāng)于開(kāi)路時(shí)，則第一電容cm中沒(méi)有電荷，第一電容cm＝0。參考圖8所示，圖8為本發(fā)明基于四模缺陷地式諧振器1的三通帶濾波結(jié)構(gòu)的pcb仿真與電路仿真結(jié)果示意圖。其中，電路仿真原器件值為cm＝0.6pf，cc＝1.62pf，cp＝1.5pf，cs＝0.2pf，lp＝1.1nh，ls＝1.27nh。其中s11表示兩個(gè)端口p1和p2的反射系數(shù)，s21表示兩個(gè)端口p1和p2之間的傳輸系數(shù)。從圖8中可以看出，pcb仿真與電路仿真具有很高的重合度，因此本發(fā)明三通帶濾波結(jié)構(gòu)的等效電路模型具有較高的準(zhǔn)確性。由于饋電結(jié)構(gòu)采用源載耦合方式，該三通帶濾波結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了四個(gè)傳輸零點(diǎn)，即tz1、tz2、tz3、tz4，從而形成三個(gè)通帶。如圖9所示，圖9為兩根微帶饋線3之間的間距d2對(duì)四個(gè)傳輸零點(diǎn)tz1、tz2、tz3、tz4的影響示意圖。在本實(shí)施例中，采用兩根微帶饋線3之間的間距d2可以為0-5mm，本實(shí)施例中的d2采用1.8mm、0.7mm和0.2mm來(lái)分別驗(yàn)證四個(gè)傳輸零點(diǎn)tz1、tz2、tz3、tz4的影響。從圖9中可以看出，兩根微帶饋線3之間的間距d2只影響tz1和tz4，而不影響tz2和tz3，因此可以確定tz1和tz4是由源載耦合產(chǎn)生，而tz2和tz3是由三通帶濾波結(jié)構(gòu)的內(nèi)部電路產(chǎn)生。為了計(jì)算tz2和tz3，本發(fā)明運(yùn)用奇偶模理論分析了該三通帶濾波結(jié)構(gòu)的等效電路。由圖1可知，四模缺陷地式諧振器1具有左右軸對(duì)稱的饋電結(jié)構(gòu)，并關(guān)于第一中心軸線ab對(duì)稱，因此可獲得四模缺陷地式諧振器1的奇偶模等效電路模型，如圖10(a)和(b)所示。其中，10(a)為四模缺陷地式諧振器1的奇模等效電路模型；10(b)為四模缺陷地式諧振器1的偶模等效電路模型。從四模缺陷地式諧振器1的電流分布可以看出，在ftz2頻率時(shí)，電流可由四模缺陷地式諧振器1上端流入射頻地平面2，形成一個(gè)接地通路，導(dǎo)致電流不能流入另一端口，從而產(chǎn)生tz2。在ftz3頻率時(shí)，在四模缺陷地式諧振器1的上方形成了第二個(gè)左右傳輸?shù)纳漕l通路，而本結(jié)構(gòu)在四模缺陷地式諧振器1的下半部分本身具有一個(gè)射頻傳輸通路，因此這兩個(gè)通路形成了信號(hào)抵消，從而產(chǎn)生tz3。該結(jié)構(gòu)在偶模和奇模條件下的導(dǎo)納計(jì)算公式(yine1,yino1)分別如(1)和(2)公式所示：其中，yine1代表偶模導(dǎo)納，yino1代表奇模導(dǎo)納，通過(guò)解方程yine1＝y(tǒng)ino1，可以獲得tz2的諧振頻率ftz2和tz3的諧振頻率ftz3，如(3)公式所示。為了計(jì)算tz1和tz4的諧振頻率ftz1和ftz4，本發(fā)明三通帶濾波器在奇偶模條件下的等效電路如圖7(a)和(b)所示，同理，可以通過(guò)解方程yine2＝y(tǒng)ino2來(lái)獲得相應(yīng)的諧振頻率。但此時(shí)電路很復(fù)雜，因此本發(fā)明提出了一個(gè)高效的計(jì)算方法。如圖11所示為第一電容cm對(duì)四個(gè)傳輸零點(diǎn)的影響以及四模缺陷地式諧振器1在ftz1和ftz4頻率時(shí)的電流分布?？梢钥闯龅谝浑娙輈m幾乎不影響ftz1和ftz4，并且在ftz1和ftz4頻率時(shí)電流主要分布在四模缺陷地式諧振器1的下半部分。因此，在ftz1和ftz4頻率時(shí)，該三通帶濾波結(jié)構(gòu)的電路模型可以簡(jiǎn)化為如圖12(a)所示，其相應(yīng)奇偶模等效電路如圖12(b)所示。此時(shí)的奇偶模等效電路得到了大大簡(jiǎn)化，可以通過(guò)解方程yine3＝y(tǒng)ino3來(lái)獲得tz1的諧振頻率ftz1和tz4的諧振頻率ftz4，如(4)公式所示：為了驗(yàn)證ftz1和ftz4的準(zhǔn)確性，下表2列出了ftz1和ftz4計(jì)算值在不同電容值cs條件下與仿真值的對(duì)比，可以看出計(jì)算結(jié)果與仿真結(jié)果具有很高的重合度，從而驗(yàn)證了ftz1和ftz4的準(zhǔn)確性。表2ftz1和ftz4的仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果對(duì)比表其中，sim.ftz1表示ftz1的仿真結(jié)果，cal.ftz1表示ftz1的計(jì)算結(jié)果，sim.ftz4表示ftz4的仿真結(jié)果，cal.ftz4表示ftz4的計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明所述基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)不僅加工簡(jiǎn)單成本低廉，而且可以產(chǎn)生三個(gè)基本傳輸通帶，形成三通帶濾波結(jié)構(gòu)，具有較高的通帶選擇性，因此被廣泛應(yīng)用于寬帶和多頻段射頻微波通信中。由于四模缺陷地式諧振器是在饋電平面上開(kāi)槽獲得，因此不需要增加額外諧振體，具有縮小本發(fā)明所述基于四模缺陷地式諧振器的三通帶濾波結(jié)構(gòu)尺寸的功能。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效功能變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12