摘要 設計了由兩個(gè)H-諧振器以邊緣耦合方式組成的雙通帶濾波器。在兩條平行微帶線(xiàn)之間橋接一條微帶線(xiàn)，構成一個(gè)雙頻諧振器。隨著(zhù)饋電位置與中間微帶線(xiàn)間距的增大，雙頻諧振器的兩個(gè)外部品質(zhì)因數呈相反的趨勢變化。隨著(zhù)兩個(gè)諧振器間距的增大，雙頻諧振器間對應的兩個(gè)耦合系數逐漸減小。由此特性，將兩個(gè)諧振器組合可構成雙通帶濾波器。
關(guān)鍵詞 H-諧振器；外部品質(zhì)因數；耦合系數；雙通帶

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展，將移動(dòng)通信與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )應用相結合已成趨勢。因此微波雙通帶濾波器的應用越來(lái)越廣泛，成為無(wú)線(xiàn)通信等系統的重要器件。微帶雙通帶濾波器以其體積小、便于集成在電路板上，得到廣泛研究。目前，微帶雙通帶濾波器的研究主要以階梯阻抗微帶線(xiàn)構成雙頻諧振器，通過(guò)組合得到雙通帶濾波器以及將兩個(gè)單通帶濾波器組合到一起，構成雙通帶濾波器。文中將討論由均勻微帶線(xiàn)構成H型諧振器，可以實(shí)現雙頻諧振。在開(kāi)口附近調節中間微帶線(xiàn)的位置，可方便調節第一諧振頻率，而第二諧振頻率幾乎不變。采用電磁耦合方式將兩個(gè)諧振器組合可構成雙通帶微波濾波器。

1 理論分析
H型諧振器為均勻微帶線(xiàn)結構，如圖1所示。中間微帶線(xiàn)置于開(kāi)口附近實(shí)現雙頻諧振，其中微帶線(xiàn)長(cháng)度分別為各諧振頻率的1／2波長(cháng)。    

其中，右U型微帶結構為低頻諧振器即第一諧振器，實(shí)現第一諧振頻率，上下兩條直微帶線(xiàn)為高頻諧振器即第二諧振器，實(shí)現第二諧振頻率。在開(kāi)口附近，調節中間微帶線(xiàn)向內移動(dòng)，則第一諧振頻率逐漸增大，而第二諧振頻率變化較小，兩個(gè)諧振頻率逐漸靠近，如圖2所示。

濾波器的饋電方式采用抽頭饋電。中間微帶線(xiàn)位置固定時(shí)，饋電位置相對其向上移動(dòng)，則雙頻諧振器對應的兩個(gè)外部品質(zhì)因數呈相反趨勢變化，如圖3所示。

諧振器間采用電磁混合耦合，可增強諧振器間的耦合強度。兩諧振器的間距在一定界限范圍內時(shí)，高頻諧振器的耦合強度小于低頻諧振器，超過(guò)此界限時(shí)，其耦合強度大于低頻諧振器。諧振器間的耦合系數隨間距的變化趨勢如圖4所示。

2 雙通帶濾波器設計及仿真
綜合上述諧振器單元結構，將兩個(gè)諧振器以開(kāi)口方向相反的形式組合，通過(guò)電磁邊緣耦合，構成雙通帶濾波器，如圖5所示。

濾波器的帶寬由外部品質(zhì)因數及諧振器間的耦合系數決定。從圖3外部品質(zhì)因數隨饋電點(diǎn)位置變化的曲線(xiàn)及圖4耦合系數隨諧振器間距離變化的曲線(xiàn)可知，在兩條外部品質(zhì)因數交叉點(diǎn)附近調節兩個(gè)諧振器的間距可得到適當的電磁耦合，實(shí)現雙通帶濾波器。使用Rogers RT6006材料作為基板，其相對介電常數為6．15，厚度為1．27 mm，微帶饋線(xiàn)的線(xiàn)寬為1．8 mm，以便得到特征阻抗為50 Ω。濾波器其他尺寸為：W=1．0mm，L0=2mm，L2=21mm，L1=13．2mm，L3=6．0 mm，S=0．87mm。由式(1)，式(2)得諧振頻率約為1 924 MHz，3 440 MHz。使用Sonnet進(jìn)行仿真，結果如圖6所示。

得到的中心頻率分別為1 994 MHz，3 272 MHz，中心帶寬插損最小值分別為0．39 dB，0．35 dB。在雙通帶之間引入一個(gè)傳輸零點(diǎn)，增強兩個(gè)通帶的隔離度。在兩個(gè)通帶外分別有一個(gè)傳輸零點(diǎn)，增強帶外抑制能力。因為諧振器兩臂之間的距離近，相互之間存在較大的電磁干擾，使得諧振器的兩個(gè)諧振頻率點(diǎn)與理論計算值產(chǎn)生偏移。

3 結束語(yǔ)
文中分析了H型諧振器，將兩個(gè)諧振器組合構成雙通帶濾波器。通過(guò)調節中間微帶線(xiàn)的位置，可方便地調節濾波器的第一通帶中心頻率，而幾乎不改變第二通帶中心頻率。此雙通帶濾波器在設計和制作上簡(jiǎn)便易行。