基于分形技术的阶跃阻抗带通滤波器

马 亮，王海彬

（机电动态控制重点实验室，陕西 西安710065）

0 引言

由于普通滤波器寄生通带一般出现在主通带的二倍或三倍的地方，因此不利于抑制高次谐波的输出。前人利用阶跃阻抗［1］谐振器（简称SIR）构成微波带通滤波器，通过调节耦合段微带线与过渡段微带线的阻抗比，可以使得寄生通带远离主通带整数倍频率点［2］，从而为解决谐波抑制问题提供了有效途径。然而，由于SIR滤波器要求耦合段与过渡段特性阻抗有阶跃性变化，微带线宽随之发生突变导致电流出现不连续性［3］，因此经典分析方法设计的SIR滤波器在实际应用中会出现较大的设计偏差，使滤波器的电特性及寄生通带与设计预期不相吻合。针对上述问题，引入分形思想，通过改变阶跃阻抗谐振器形状的方法，设计基于分形技术的SIR 带通滤波器。

1 SIR 滤波器结构

SIR 是由两个以上具有不同特征阻抗的传输线组合而成的横向电磁场或准横向电磁场模式的谐振器［4］，如图1 所示。

图1 SIR 结构Fig.1 SIR structure

图1中传输线的特征阻抗和等效电学长度分别为Z1，Z2和θ1，θ2。阻抗比K=Z2／Z1是SIR最重要的参数。

SIR 滤波器由多个SIR 级联构成，根据实际需要可以有不同的耦合方式。本文主要针对平行耦合SIR滤波器进行研究。n阶结构SIR平行耦合微带滤波器由n个SIR 级联组成［5］如图2所示。

图2 SIR 滤波器Fig.2 SIR Filter

利用LINECALE计算微带线以及缝隙的尺寸，计算得出：单支微带线宽W =0.64 mm，线长L=7.96mm，耦合微带线计算尺寸如表1所示，表中W、S、L分别代表各耦合微带线的线宽、缝隙宽度和线长。

表1 耦……