本文介绍了一种利用内部交叉耦合和3/4λ步进阻抗谐振器(Stepped-Impedance Resonators,简称SIRs)的改进型宽带平衡滤波器。这类滤波器具有提高的差分模式(Differential Mode,简称DM)响应选择性和增强的共模(Common Mode,简称CM)抑制能力。
在通信系统中,平衡滤波器受到高度重视,因为它能够提供更好的抗环境噪声能力以及更紧凑的结构配置。一个平衡滤波器在同一整体结构中提供两种不同的滤波响应,可以看作是一个DM带通滤波器(Bandpass Filter,简称BPF)和CM带阻滤波器(Bandstop Filter,简称BSF)的组合。
文章中提到,通过引入基于最佳分布式高通滤波器的原型,实现了λ/4的内部交叉耦合部分。同时,采用3λ/4步进阻抗谐振器作为第一和第三分支线,共同增强CM抑制效果,并产生五个传输零点(Transmission Zeros,简称TZs)。此外,将λ/4的并行耦合线作为3λ/4步进阻抗谐振器的垂直部分,以增加DM选择性。
本文提出的平衡滤波器设计、仿真、并进行了制造。测量结果与仿真结果基本一致,显示出良好的DM传输性能,3dB分数带宽达到59%,并具有可接受的CM抑制能力,分数带宽为118%,超过18.2dB。与基于分支线结构的其他已发表研究相比,本文提出的滤波器具有DM响应中的多个传输极点(Transmission Poles,简称TPs)和TZs,以及CM响应中最大数量的TZs。
文章的主要内容包括以下几个方面的知识点:
1. 宽带平衡滤波器的概念和重要性:平衡滤波器能够提供差分模式和共模两种滤波响应,在通信系统中尤其受到青睐,有助于提高抗干扰能力并简化设备结构。
2. 差分模式(DM)和共模(CM)滤波响应:在平衡滤波器中,DM响应负责允许特定频率范围的信号通过,而CM响应则阻止或减少不需要的共模信号。这两种响应的结合能够有效地过滤掉干扰信号,保护通信系统的质量。
3. 内部交叉耦合与3/4λ步进阻抗谐振器:内部交叉耦合技术的应用可以改善差分模式响应的选择性,而3/4λ步进阻抗谐振器则通过特定的物理结构优化,增强了对共模信号的抑制。
4. λ/4并行耦合线的使用:它们作为3λ/4步进阻抗谐振器的垂直部分,用于进一步增强差分模式的选择性,提高滤波器性能。
5. 滤波器设计与仿真:通过仿真模拟和实际制造,验证了设计的准确性与实用性,确保测量结果与仿真结果的一致性,这对于滤波器的性能评估至关重要。
6. 指标比较:与已有的基于分支线结构的平衡滤波器相比,本文中所提出的平衡滤波器在多个方面都有所改进,如更高的传输极点和传输零点的数量,这对于滤波器的性能优化提供了理论依据。
通过上述知识点,我们可以看出本文提出的改进型宽带平衡滤波器在通信系统中具有重要的应用潜力和理论价值,可以有效地解决差分模式信号传输和共模信号抑制的问题。