1 导言
双频带通滤波器在现代无线通讯体系中扮演了重要的人物,例如:全球移动通讯体系(GSM)、宽带码分多址(WCDMA)、无线本地局域网络(WLAN)都要求产品或终端一起作业在多个频段。在曩昔,平面的双频带通滤波器由两个作业在不同频段的滤波器组成。在开环谐振器中心点方位并联开路枝节被用来规划紧凑双频带通滤波器,通过调理开路枝节的长度和方位操控谐振器的偶模发生所需求的第二个通带。使用类交趾阶跃阻抗谐振器规划作业在无线局域网(2.4/5.2 GHz)的双频带通滤波器。官雪辉等人使用慢波开环谐振器来规划双频带通滤波器,以到达滤波器小型化的意图。Chu[7]等人使用一种新式的能够发生3个传输零点的耦合结构来规划双频带通滤波器。
无线局域网(WLAN)的IEEE 802.11b 和IEEE 802.11g协议要求产品或终端别离作业在2.4、2.45GHz,IEEE 802.11a协议则要求作业在5.2-5.8GHz频段内。本文提出一种一起作业在2.45、5.2GHz的双频带通滤波器,。通过削减内部的U型枝节和外部的开环谐振器之间的耦合间隔,便能够削减谐振器的基频谐振频率和寄生谐振频率,然后到达滤波器小型化的意图。最终,该滤波器的测验效果和仿真成果符合的较好。
2 滤波器的规划
图1展现了本文所提出的作业在WLAN频段的双频带通滤波器。它由容性负载谐振器和四分之一波长匹配线组成。在传统的正方形开环谐振器里参加两根相同的两头开路的U型枝节,便组成了具有慢波效应的谐振器,这并不增大滤波器的体积。四分之一波长传输线(关于2.45GHz)衔接谐振器和输入输出端的50om馈线,以到达阻抗匹配的意图。因为寄生谐振频率(5.2GHz)大致是基频谐振频率(2.45GHz)的两倍,该四分之一波长传输线关于(5.2GHz)来说,相当于二分之一波长传输线,没有阻抗改换的效果。该四分之一波长传输线的宽度为0.6mm,特性阻抗为80om。
图1 双频带通滤波器的结构图
通过EM仿真软件Sonnet EM[9],咱们就能够确认谐振器谐振时对应的物理尺度,接下来通过该软件就能够确认谐振器之间的耦合系数了。这儿咱们选用电耦合方法,规划所需求的耦合系数由下列式子决议[10]:
(1)
、
别离是谐振器割裂谐振形式频率所对应的高、低谐振频率。耦合系数与两谐振器之间的耦合间隔联系如图2所示:
图2 耦合系数与谐振器之间的间隔联系图
规划滤波器的微带介质板参数如下:相对介电常数2.78,介质板厚度0.8mm。通过软件的优化仿真,本文所提出的滤波器详细物理尺度如下:W1=1.0mm, W2=0.6mm, W3=2.0mm, L1=8.4mm, L2=9.0mm, L3=3.0mm, L4=7.0mm,
L5=7.2mm, G1=0.2mm, G2=0.4mm, G3=0.4mm, G4=0.2mm.
3 仿真与测验成果
图3所示滤波器的加工实物图,因为选用了容性负载谐振器,滤波器的尺度较小,显得较为紧凑。
如图4所示,测验成果和仿真成果符合的较好。虚线代表的是仿真成果,仿真时考虑了介质损耗和导体损耗(介质损耗正切角0.002,铜的导电率5.8ⅹ107 S/M),因为选用了0°馈电结构,通带两头各有一个传输零点以来进步滤波器的频率选择性。
图3 双频带通滤波器的实物图
实线代表的是选用Agilent 8722ES 矢量网络分析仪的测验成果。滤波器中心频率别离为2.16、5.16GHz,3-dB百分比带宽别离为10.4、7.1%,通带内的插入损耗别离为2.06、2.86dB,三个传输零点别离在1.98、3.31、5.76GHz完成,测验成果和仿真成果符合的较好。
图4 滤波器的仿真与测验成果
4 定论
本文提出一个根据容性负载谐振器的双频带通滤波器(2.45/5.2GHz)。选用0°馈电方法,使得在通带两头各有一个传输零点以来进步滤波器的频率选择性。四分之一波长传输线被用来在输入和输出端的阻抗匹配。最终,测验成果和仿真成果符合的较好,证明了本文规划的有效性。