圖6、間距S對帶寬的影響
圖7為該雙模濾波器的仿真結果,此結果達到了設計的要求。第一個通帶的中心頻率為2.45 GHz,第二個通帶的中心頻率為3.52 GHz,它們的帶內的反射系數都小于-20 dB,而且在帶外產生了三個零點TZ1、TZ2、TZ3,其頻率分別為1.98 GHz、2.93 GHz、3.935 GHz,其衰減分別為-54.3 dB,-40.7 dB,-58.1 dB。而且在上阻帶3.78~-6.94 GHz內,其衰減達到-20 dB 以下,具有非常好的帶外抑制能力。
圖7、雙模雙通帶濾波器的仿真結果
圖8為加工實物圖,可以看到其尺寸比傳統的雙通帶濾波器小很多,說明雙模諧振器具有小型化的優點。
圖8、實際加工的濾波器
這里使用的測試儀器為Agilent 公司的E5071C 矢量網絡分析儀,在常溫條件下對制作的雙模濾波器進行測試,實際測量結果與仿真結果非常吻合,如圖9所示。
圖9、仿真與實測對比
從實測結果來看,中心頻率分別為2.44 GHz 和3.48 GHz,3 dB帶寬分別為10.7%和6.9%,對應的插入損耗為0.76 dB 和1.13 dB,帶內反射分別優于19.2 dB 和15.1 dB.帶外產生了三個零點TZ1,TZ2,TZ3,其頻率分別為1.96 GHz,2.94 GHz,3.91 GHz,其衰減分別為-53.8 dB,-43.9 dB,-45.6 dB.在上阻帶3.75~7.33 GHz內,其衰減達到-20 dB 以下。由此可見,雙模雙通帶濾波器的性能非常好。
3、結論
本文提出了一種新型應用于WLAN/WiMAX 的雙模雙通帶濾波器的設計方案,方案是在對稱T 型開路支節加載雙模諧振器的基礎上,先對其奇偶模原理進行了分析,接著對電場分布和電流分布分析,最后設計出了一個應用于WLAN 和WiMAX 頻段的尺寸小、性能好的雙模雙通帶濾波器。此雙模濾波器的兩個通帶是獨立可控的,可分別通過調節奇模偶模來實現。本方案所設計的濾波器在帶外實現了3個傳輸零點,實現了寬阻帶抑制。并通過仿真、加工、測試,最后的實測結果與仿真結果一致性很好,完全達到了方案設計要求。這種插損低、尺寸小、高選擇性的新型雙模結構,具有很大的潛在應用價值。