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化，優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

仿真結果顯示此種新型結構的濾波器中心頻率為20.3GHz，帶寬1GHz，帶內插損小于0.6dB,回波損耗大于21dB，下邊帶過渡段在2GHz帶寬范圍內衰減30dB，而在上邊帶則有一個傳輸零點。其總體尺寸為11×8.6mm²。

4  結論

本文提出了一種可以應用于毫米波波段的高性能小型化帶通濾波器結構。這種新型的微帶三角形耦合帶通濾波器基于多徑傳輸原理，通過引入半波長電容耦合諧振器和調整三角形諧振器之間的耦合距離，我們得到了很好的濾波器響應曲線。此種微帶三角形耦合濾波器具有高性能、小尺寸、輕重量、低成本、易于制作等優點，可以很方便的用到毫米波集成電路之中，具有非常重要的實際應用價值。