一種新型小型化K波段帶通濾波器的設計

圖3 直接抽頭式濾波器仿真結果

對圖3所示濾波器結構進行改進，我們提出了一種電容耦合抽頭形式的結構，如圖4所示。在輸入端50歐姆微帶線的末端連接一個長度為中心頻率半波長的諧振單元，再通過一個電容耦合把信號耦合到第一個三角形諧振單元上。由于半波長諧振單元兩端的場分量比較強，因此分布在第一個三角形諧振單元兩角的場分量加強，即傳輸路徑1-3-2和1-4-2耦合系數增大，耦合電容C1和C3加大。如此以來，兩個端口之間有三條主要的傳輸路徑，調節(jié)各條傳輸路徑的耦合量，使得信號從一端口經不同的路徑到達二端口時相位在某個頻率點上反向，即產生了一個傳輸零點。調節(jié)這個傳輸零點的位置可以有效的改善該濾波器的矩形度。觀察圖4發(fā)現，我們對半波長諧振器進行了一小段彎折處理，這是為了不改變其固有諧振頻率的情況下調節(jié)它與第一個三角行諧振單元之間的耦合量。

圖4 電容耦合抽頭式濾波器結構示意圖

3 結果

按照圖4所示的結構，在三維電磁場仿真軟件HFSS里建立仿真模型并進行優(yōu)化得到如圖5所示的仿真結果。該濾波器具有很好的結構對稱性，可以很方便的進行建模和優(yōu)化，優(yōu)化后得到其主要尺寸如圖4所示。其耦合縫寬為0.47mm，易于加工，避免了為減小插入損耗而采取緊耦合從而帶來加工困難的問題。

圖5 電容耦合抽頭式濾波器仿真結果