跟着现代无线通讯技能的飞速开展，一起作业在两个或多个频段的通讯体系成为无线通讯研讨的一个重要方向，因而多频微波元件是近年来的研讨热门之一，这带动了多频滤波器技能的开展。例如无线局域网（WLAN）和宽带互通微波接入（WiMAX）等。现在的WLAN 首要作业在2.45 GHz（2.4~2.484 GHz）、5.2 GHz（5.15~5.35 GHz）和5.8 GHz（5.725~5.825 GHz），而WiMAX作业在2.5 GHz（2.5~2.69 GHz）、3.5 GHz （3.4~3.69 GHz）和5.5 GHz（5.25~5.85 GHz）。另一方面，具有小型化、低成本、易制造等特性的多频段滤波器已经成为现代无线通讯体系中最重要的电路组成器材之一。
微带双模滤波器因为结构简略、尺度小、重量轻、成本低、易于集成、插入损耗低，且固有的阶数是传统滤波器阶数的一半，能够减小尺度，使结构更紧凑，因而在卫星通讯和无线通讯中得到了广泛的运用，一起受到了许多研讨人员的注重和注重。在20世纪70年代，Wolff初次提出并规划了榜首个微带双模滤波器，尔后人们便开端了对微带双模滤波器的研讨，其在滤波器范畴扮演着重要人物。
本文一种新式运用于WLAN/WiMAX 的双模双通带滤波器的规划计划，计划是在对称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剖析，接着对双模谐振器的电场散布和电流散布进行剖析，终究规划出了一个运用于WLAN 和WiMAX 频段的双通带滤波器。此双模滤波器的两个通带是独立可控的，可别离经过调理奇模偶模来完成。本计划所规划的滤波器在带外完成了3个传输零点，完成了宽阻带按捺。并经过仿真、加工、测验，终究的实测成果与仿真成果一致性很好，彻底到达了计划规划要求。这种插损低、尺度小、高选择性的新式双模结构，具有很大的潜在运用价值。
1 对称T 型开路支节加载剖析
本文所提出的对称T 型开路支节加载的双模谐振器是由一个半波长阶跃阻抗谐振器和两个对称的T型开路枝节组成，详细结构如图1（a）所示。
因为该结构关于对称面AA′有对称的特性，能够运用经典的奇偶模剖析法来对该谐振器的谐振频率进行剖析。依据双模谐振器模型，这种结构具有两种谐振形式，即奇模谐振形式与偶模谐振形式。
以奇模电压源鼓励时，对称面是电壁，对称面AA′的电压为零，等效为短路状况，相应的等效电路如图1（b）所示。
以偶模电流源鼓励时，对称面是磁壁，对称面AA′处电流为零，等效为开路状况，相应的等效电路如图1（c）所示。
当疏忽谐振器不连续性时，奇模鼓励时的输入阻抗Zinodd 能够表明为：
其谐振条件为Zinodd =∞。从公式（1）能够看出，奇模谐振频率只与θ1，θ2 ，Z1，Z2 有关，与中心对称T型开路支节无关。同理，当偶模鼓励时，能够得到偶模的谐振频率与中心T型开路支节有关，当中心对称T型开路支节的结构发生改变时，偶模谐振频率会发生相应的改变，而对奇模的谐振频率没有影响。
图2 显现了该双模谐振器的奇模和偶模的电场散布图。
如图2（a）所示，奇模的电场散布首要散布在阶梯阻抗谐振器的左面和右边，并且是对称的。而在对称T型开路支节这部分没有场强散布，显着和支节加载部分无关。
相同，从图2（b）中能够看到，阶梯阻抗谐振器和对称T型支节都散布有电场，并且电场是关于对称面AA′对称的，这便是偶模的电场散布。因而，对称T型支节对奇模谐振频率不产生影响，只影响偶模谐振频率。
图3 显现了对称T 型支节加载谐振器的电流散布图。
如图3（a）所示，外表电流首要散布在阶梯谐振器的左面和右边，电流是从右边支节省向左面支节，并且对称T型支节对奇模是没有影响的，这便是奇模的电流散布特性。
图3（b）显现了偶模的电流散布，整个双模谐振器都有电流散布。从图中能够观察到，电流从两个T型支节省入阶梯阻抗谐振器，再流向两头的支节，并且关于对称面AA′对称。
2 滤波器规划实例
为了验证以上的理论剖析，选用文中所评论的双模谐振器规划了一个运用于WLAN/WiMAX的双模双通带滤波器。滤波器的规划目标为：榜首个通带的中心频率为2.4 GHz，运用于WLAN频段；第二通带的中心频率为3.5 GHz，运用于WiMAX频段；带内插入损耗小于1 dB，带内回波损耗都为-20 dB，在上阻带3.8~6.9 GHz内，按捺要大于20 dB.选用的介质板的介电常数为2.2，厚度为0.508 mm，损耗角正切tan δ =0.000 9，铜箔厚度为0.018 mm.
依据以上规划目标，首要依据给定的榜首通带的中心频率确认半波长谐振器的尺度，然后调理对称T型开路支节长度，大致到达第二通带的中心频率。经过建模仿真，终究确认了谐振器的物理尺度，得到滤波器的地图如图4所示，尺度巨细为14.03 mm×31.48 mm，对应的波导波长为0.15λg × 0.34λg，总的面积为0.051λ2g，其详细的物理尺度如下：
W0 = 1.54 mm，Wt = 0.57 mm，Lt = 3.12 mm，S =0.99 mm，W1 = 0.8 mm，W2 = 2.46 mm，W3 = 0.72 mm，W4 =0.94 mm，L1 = 19.47 mm，L2 = 4.12 mm，L3 = 2.63 mm，L4 = 3.33 mm，L5 = 0.79 mm，L6 = 17.86 mm.
由图4 可知，源/负载与榜首/二个双模谐振器选用的是抽头馈线耦合，两双模谐振器的两头支臂彼此耦合。这样的结构有利于两个通带的调理和结构的紧凑。
双模谐振器级联的耦合原理如图5所示。图中的S 表明源，L 表明负载。
从图5中能够看出，源与榜首个谐振器和第二个谐振器的奇模偶模都有耦合，负载也与榜首个谐振器和第二个谐振器的奇模偶模都有耦合。榜首个谐振器的奇模与第二个谐振器的奇模耦合，构成榜首个通带；榜首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 显现了滤波器在不同距离S 的情况下带宽的特性。能够看到，耦合距离S 能有效地调理滤波器的带宽特性，当距离S 从0.6 mm增加到1.1 mm时，滤波器的两个带宽显着减小。因而能够调理S 参数来得到想要的带宽，并且滤波器的其它特性简直不变。
图7为该双模滤波器的仿真成果，此成果到达了规划的要求。榜首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，并且在带外产生了三个零点TZ1，TZ2 ， TZ3，其频率别离为1.98 GHz，2.93 GHz，3.935 GHz，其衰减别离为-54.3 dB，-40.7 dB，-58.1 dB.并且在上阻带3.78~-6.94 GHz内，其衰减到达-20 dB 以下，具有十分好的带外按捺才能。
图8为加工实物图，能够看到其尺度比传统的双通带滤波器小许多，阐明双模谐振器具有小型化的长处。
这儿运用的测验仪器为Agilent公司的E5071C 矢量网络剖析仪，在常温条件下对制造的双模滤波器进行测验，实践丈量成果与仿真成果十分符合，如图9所示。
从实测成果来看，中心频率别离为2.44 GHz 和3.48 GHz，3 dB带宽别离为10.7%和6.9%，对应的插入损耗为0.76 dB 和1.13 dB，带内反射别离优于19.2dB 和15.1 dB.带外产生了三个零点TZ1，TZ2，TZ3，其频率别离为1.96 GHz，2.94 GHz，3.91 GHz，其衰减别离为-53.8 dB，-43.9 dB，-45.6 dB.在上阻带3.75~7.33 GHz内，其衰减到达-20 dB 以下。由此可见，双模双通带滤波器的功能十分好。
3 定论
本文提出了一种新式运用于WLAN/WiMAX 的双模双通带滤波器的规划计划，计划是在对称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剖析，接着对电场散布和电流散布剖析，终究规划出了一个运用于WLAN 和WiMAX 频段的尺度小、功能好的双模双通带滤波器。
