本發(fā)明公開了一種三導(dǎo)體并聯(lián)合成諧振器及雙頻濾波器及設(shè)計(jì)方法，所述諧振器包括：第一開路導(dǎo)體、短路導(dǎo)體、第二開路導(dǎo)體，第一開路導(dǎo)體、短路導(dǎo)體、第二開路導(dǎo)體三者中任意兩個(gè)互相平行，且第一開路導(dǎo)體與第二開路導(dǎo)體關(guān)于中間的短路導(dǎo)體互相對(duì)稱，第一開路導(dǎo)體對(duì)應(yīng)第一開路支節(jié)，短路導(dǎo)體對(duì)應(yīng)短路支節(jié)，第二開路導(dǎo)體對(duì)應(yīng)第二開路支節(jié)，第一開路支節(jié)、短路支節(jié)、第二開路支節(jié)去耦合組成所述三導(dǎo)體并聯(lián)合成諧振器，本發(fā)明提出的并行對(duì)稱三支節(jié)不僅能夠有效減少電路尺寸，而且可以產(chǎn)生獨(dú)立調(diào)控的多個(gè)傳輸零點(diǎn)，從而提高了雙通帶濾波器的選擇性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子信息技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種三導(dǎo)體并聯(lián)合成諧振器及雙頻濾波器及設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

帶通濾波器是無線系統(tǒng)中的重要部件，特別是平面濾波器由于其低的制造成本以及容易與其它電路集成到PCB(Printed circuit board,印刷電路板)中等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而在射頻電路設(shè)計(jì)中具有重要作用。在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中，隨著雙頻段前端系統(tǒng)應(yīng)用的增加，對(duì)雙頻濾波器的需求也越來越多。為了提高雙頻濾波器的電氣性能，含多個(gè)傳輸零點(diǎn)的高性能雙通帶濾波器的典型頻率響應(yīng)曲線如圖1所示，圖1中，f₁、f₂分別是雙頻濾波器第一和第二通帶的中心頻率，IL1、IL2分別是雙頻濾波器第一和第二通帶的插入損耗，BW1、BW 2分別是雙頻濾波器第一和第二通帶的-3dB帶寬，BSR1、BSR 2、BSR分別是雙頻濾波器的帶外抑制和帶間隔離度，Tzs1、Tzs2、Tzs3分別是雙頻濾波器的傳輸零點(diǎn)，S₂₁是濾波器的傳輸系數(shù)。由于這類濾波器不僅每一個(gè)通帶的選擇性較高，而且兩個(gè)通帶之間的隔離度也很好。因此，這類濾波器得到了廣泛的關(guān)注。

關(guān)于雙通帶濾波器，人們已經(jīng)提出了各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方法。第一種方法，也是最直接的方法，就是使用兩個(gè)獨(dú)立的帶通濾波器和帶阻濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)來獲得兩個(gè)通帶的響應(yīng)，其工作原理拓?fù)淙鐖D2所示，圖2中，陰影部分是雙頻濾波器的兩個(gè)通頻帶。在兩個(gè)濾波器級(jí)聯(lián)的過程中，通常需要阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)無反射的連接。很顯然，這種使用兩個(gè)濾波器級(jí)聯(lián)的方法構(gòu)造出來的雙頻電路結(jié)構(gòu)不緊湊，尺寸/體積很大。此外，級(jí)聯(lián)的帶阻濾波器和匹配網(wǎng)絡(luò)也會(huì)引入新的附加傳輸損耗；第二種方法是利用階梯阻抗諧振器，即使用半波長(zhǎng)和全波長(zhǎng)諧振器去設(shè)計(jì)雙頻段濾波器，通過引入附加傳輸零點(diǎn)去改善頻率選擇性；第三種方法是將兩個(gè)獨(dú)立的諧振器與相同的輸入/輸出端口組合起來構(gòu)造雙頻段濾波器。但是，所有這些雙頻段濾波器都存在電路尺寸較大、傳輸零點(diǎn)較少而且零點(diǎn)位置不能獨(dú)立控制等問題。

帶通和帶阻通過匹配網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)的雙頻濾波器結(jié)構(gòu)，其電路尺寸通常比兩個(gè)獨(dú)立的濾波器還要大，同時(shí)也會(huì)引入較高的插入損耗。這樣一來，不僅增加了電路制作成本，而且也會(huì)增加濾波器的設(shè)計(jì)和調(diào)試難度。

基于平行結(jié)構(gòu)的兩類諧振器用于設(shè)計(jì)雙頻段濾波器，但同樣導(dǎo)致了很大的尺寸。使用兩個(gè)堆疊的環(huán)形諧振器雖然可以實(shí)現(xiàn)緊湊的雙頻段濾波器，但是它仍然有缺點(diǎn)，表現(xiàn)在通帶內(nèi)的高頻端插入損耗很大，而且可調(diào)控的頻率范圍及其帶寬很有限。另外，它很難獲得不同的外部品質(zhì)因素和耦合系數(shù)，以便同時(shí)滿足在兩個(gè)通帶內(nèi)的技術(shù)指標(biāo)要求。為了解決這個(gè)問題，人們提出了一種新型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以在所有通帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)理想的耦合系數(shù)。但是，外部品質(zhì)因素的可調(diào)諧范圍仍然很有限，設(shè)計(jì)的雙頻濾波器帶寬還是很受限制。為了在兩個(gè)通頻帶內(nèi)獲得所需的設(shè)計(jì)指標(biāo)(即中心頻率和帶寬)，人們提出了一種新穎的方法設(shè)計(jì)雙頻段濾波器，即通過兩個(gè)帶微擾貼片的微帶環(huán)形諧振器實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需的雙模雙頻段響應(yīng)。盡管環(huán)形諧振器擁有低輻射、易于制造以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但是，帶有邊緣或端面耦合的環(huán)形濾波器卻遇到了諧振器與輸入/輸出端饋線之間耦合松散的不足，導(dǎo)致了外部品質(zhì)因素很高。因此，這類濾波器只能獲得很窄的分?jǐn)?shù)帶寬，從而不能應(yīng)用于寬帶無線電系統(tǒng)中。為了解決這方面的問題，人們又提出了好幾種方法。遺憾的是，它們不能應(yīng)用于雙頻段的情況。

綜上所述，現(xiàn)有的雙頻段濾波器存在尺寸較大、傳輸零點(diǎn)個(gè)數(shù)少且零點(diǎn)位置不易調(diào)控、頻率選擇性較差以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)和不足。

發(fā)明內(nèi)容