一种电容加载宽带波导滤波器

黄晓丽，李 磊，冯文文，李祥菊，孟 儒

(中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥 230088)

0 引 言

由于信息产业和无线通信系统的蓬勃发展，微波频带出现相对拥挤的状态。为了合理利用频带资源，相关部门出台了更详细的规定，分配到各类通信系统的频率间隔越来越密。这对微波、毫米波收发信机中前端无源器件的性能指标提出了更高的要求，比如更好的矩形系数以抑制各种干扰信号，更小的插入损耗以降低系统对信号的衰减等。波导滤波器由于其插入损耗小、功率容量大、工作频段高、容易大批量生产等特点，在通信系统中得到广泛的应用。

本文在膜片波导滤波器基础上加载电容，使滤波器具有更宽的带宽、更好的矩形系数。

1 滤波器的基本理论

设计带通滤波器应先选定低通原型滤波器，根据阻带响应选定低通原型滤波器阻带衰减特性曲线。曲线对应所需要的滤波器阶数为n。由n值查表可得原型值g0、g1、…、gn+1。低通到带通近似变换为

(1)

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对于膜片厚度t=0或者厚度相对波长可忽略不计的膜片，在所设计的带通滤波器中，λg0、λg1、λg2分别为频率f0、f1、f2的波导波长，f1、f2为通带边缘频率，f0为中心频率。

图1为波导滤波器等效网络。图中，Z0A和Z0B分别为输入、输出阻抗，Z0为波导的特性阻抗，Kj,j+1(j=0,1,2,...,n)分别为滤波器各节的阻抗变化器，λg为波导波长。该波导滤波器中以λg/2波导为串联谐振器，以膜片窗口为并联耦合电感。

图1 波导滤波器等效网络

带通滤波器可由低通原型演变而成，经过频率变化得到其串联谐振设计公式，最后通过波导结构实现。……