基於使用半集總共振器設計多頻帶通濾波器與四工器

Design of Multi-Band Bandpass Filter and Quadruplexer Based on Using Semi-Lumped Resonator

林瑞祥(Jui-Hsiang Lin)

指導教授 ： 凃文化

國立中央大學/資訊電機學院/電機工程學系/碩士(2014年)

摘要

在本論文中之多頻帶通濾波器(四頻帶通濾波器:f1：1 GHz, FBW1：3%, |S21| =2.7 dB; f2：1.5 GHz, FBW2：2.1%, |S21| =2.3 dB; f3：1.93 GHz, FBW3：1.1%, |S21| = 3.9 dB; f4：2.15 GHz, FBW4：0.9%, |S21| = 4 dB)、(五頻帶通濾波器:f1：1 GHz, FBW1：3%, |S21| = 2.7 dB; f2：1.4 GHz, FBW2：2.7%, |S21| = 3.2 dB; f3：1.8 GHz, FBW3：1.9%, |S21| = 3.3 dB; f4：2 GHz, FBW4：2.2%, |S21| = 3 dB; f5：2.2 GHz, FBW5：2%, |S21| = 2.8 dB)、(六頻帶通濾波器:f1：0.8 GHz, FBW1：2.3%, |S21| = 2.9 dB; f2：1.2 GHz, FBW2：2.9%, |S21| = 2.34 dB; f3：1.4 GHz, FBW3：3.3%, |S21| = 2.59 dB; f4：1.8 GHz, FBW4：3.2%, |S21| = 2.24 dB; f5：2.2 GHz, FBW5：2%, |S21| = 2.67 dB, f6：2.5 GHz, FBW6：2%, |S21| = 2.64 dB)與四工器(f1：1.1 GHz, FBW1：2.3%, |S21| =3.1 dB; f2：1.4 GHz, FBW2：2.1%, |S21| =3.4 dB; f3：1.7 GHz, FBW3：2%, |S21| = 3.1 dB; f4：2 GHz, FBW4：2%, |S21| = 2.35 dB)使用半集總共振器(Semi-Lumped Resonator)所設計。因為分佈式耦合饋入技術所具有之低負載效應，因此不需要使用任何匹配網路用來設計多頻帶之電路。每一個通帶都是由一對共振器所控制，能夠增加設計上的自由度，而且使用分佈式耦合技術降低頻帶之間之負載效應，即可將多個通帶整合在一起。另外，由於使用source-and-load coupling的方式，它可以製造多重路徑與產生傳輸零點以提升通帶之選擇度。
最後，在本論文中以實作的方式之驗證設計電路的方法是正確的。

關鍵字

多頻帶通濾波器 ； 四工器 ； 半集總共振器

並列摘要

Semi-lumped resonators are used to design multi-band bandpass filters (Quad-band BPF:f1：1 GHz, FBW1：3%, |S21| =2.7 dB; f2：1.5 GHz, FBW2：2.1%, |S21| =2.3 dB; f3：1.93 GHz, FBW3：1.1%, |S21| = 3.9 dB; f4：2.15 GHz, FBW4：0.9%, |S21| = 4 dB), (Quint-band BPF:f1：1 GHz, FBW1：3%, |S21| = 2.7 dB; f2：1.4 GHz, FBW2：2.7%, |S21| = 3.2 dB; f3：1.8 GHz, FBW3：1.9%, |S21| = 3.3 dB; f4：2 GHz, FBW4：2.2%, |S21| = 3 dB; f5：2.2 GHz, FBW5：2%, |S21| = 2.8 dB), (Sext-band BPF:f1：0.8 GHz, FBW1：2.3%, |S21| = 2.9 dB; f2：1.2 GHz, FBW2：2.9%, |S21| = 2.34 dB; f3：1.4 GHz, FBW3：3.3%, |S21| = 2.59 dB; f4：1.8 GHz, FBW4：3.2%, |S21| = 2.24 dB; f5：2.2 GHz, FBW5：2%, |S21| = 2.67 dB, f6：2.5 GHz, FBW6：2%, |S21| = 2.64 dB) and quadruplexer (f1：1.1 GHz, FBW1：2.3%, |S21| =3.1 dB; f2：1.4 GHz, FBW2：2.1%, |S21| =3.4 dB; f3：1.7 GHz, FBW3：2%, |S21| = 3.1 dB; f4：2 GHz, FBW4：2%, |S21| = 2.35 dB) in this thesis. Because of distributed coupling technique generate low loading effect, the proposed circuits acquired multi-channels without the need of any matching network. Each passband govern by a respective pair of resonators are able to manipulate each passband to add design freedom, and mutli-band BPFs are integrated by employ distributed coupling technique to decrease channel-to-channel loading effect. On the other hand, Due to the method of utilizing source-and-load coupling, the proposed circuit can produce mutli-route and generate transmission zeros for enhanced passband selectively.
Finally, to validate the design method, theory and experiment are displayed as well as compared in this thesis.

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