本发明涉及微波无源器件技术领域，特别是一种三通带功分滤波器。
背景技术：
在现代无线通信系统中，功率分配器和滤波器是重要的射频前端无源器件，为了同时实现功率分配和滤波功能，经常以级联的方式设计在电路中，在这种方式下，不仅电路的体积会增大，而且电路性能会降低。因此，为了减低电路尺寸，提高电路性能，近年来一直在探索带有滤波响应的功率分配器的研究。同时，随着现代无线通信系统的不断发展也提高了对多通带通信系统的需求。
文献1[k.j.song,m.y.fan,andf.zhang,“compacttripe-bandpowerdividerintegratedbandpass-fiteringresponseusingshort-circuitedsirs,”ieeetrans.compon.packag.manufact.techno.,vo.7,no.7,juy.2017]通过利用耦合短路阶梯阻抗谐振器和半波长谐振器实现三通带滤波响应，可以通过调节阻抗比和电长度来同时得到三个所需的通带。但是，由于电路结构复杂，且端口隔离度较高，带外抑制差的问题影响了该功分滤波器的广泛应用。
文献2[c.-f.chen,t.-y.huang,andr.-b.wu,“novecompactnet-typeresonatorsandtheirappicationstomicrostripbandpassfiters,”ieeetrans.microw.theorytechn.,vo.54,no.2,pp.755-762,feb.2006]通过利用网形三模谐振器，在不显著增大电路尺寸的基础上，简单高效地实现了一种多通带微带滤波器，但是，由于设计参数自由度的限制，很难同时实现对所有通带的设计要求，加大了设计的实现难度。
文献3[r.gómez-garcia,r.oeches-sanchez,d.psychogiou,andd.perouis,“singe/muti-bandwikinson-typepowerdividerswithembeddedtransversafiteringsectionsandappicationtochanneizedfiters,”ieeetrans.circuitssyst.i,reg.papers,vo.62,no.6,pp.1518-1527,jun.2015.]提出了一种具有固有滤波能力的新型单/多通带威尔金森功分器，但其电路体积大，端口隔离度欠佳。
技术实现要素：
发明目的：随着信息技术的快速发展，单通带功分滤波器已经不能满足多个信道集成在一个系统的应用需求，在无线通信系统中使用多通带功分滤波器可以有效减少系统的整个电路的复杂度和通信设备的体积，从而达到简化系统、降低社会成本的目的。因此，本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种小型化和高性能的三通带功分滤波器。
为了解决电路的体积大和性能差问题，本发明公开了一种利用谐振器与输入输出馈线耦合的方式来实现三通带功分滤波器功能，包括位于上部的介质基板以及位于下部的金属接地板，介质基板一短边设有输入端口馈线，介质基板两长边分别设有第一端口输出馈线和第二端口输出馈线，所述第二输出端口馈线和输入端口馈线之间分别设有第六e型三模谐振器、第四e型三模谐振器和第一e型三模谐振器，所述第一端口馈线和输入端口馈线之间分别设有第五e型三模谐振器、第三e型三模谐振器和第二e型三模谐振器，所述第二e型三模谐振器和第一e型三模谐振器之间设有隔离电阻，第四e型三模谐振器和第三e型三模谐振器之间设有隔离电阻，第六e型三模谐振器和第五e型三模谐振器之间有隔离电阻。
本发明中，所述输入端口馈线包括第一50欧姆微带线导带和输入耦合线，第一50欧姆微带线导带一端贴近介质基板第一侧边，另一端连接输入耦合线；第一50欧姆微带线导带与介质基板第一侧边连接处为输入端。
本发明中，所述第一输出馈线由第二50欧姆微带线导带和输出耦合线组成，第二50欧姆微带线导带贴近介质基板第二侧边，输出耦合线与第二50欧姆微带线导带连接，第二50欧姆微带线导带与输入耦合线垂直；第二50欧姆微带线导带与介质基板第二侧边连接处为第一输出端
本发明中，所述第二输出馈线由第三50欧姆微带线导带和输出耦合线组成，第三50欧姆微带线导带贴近介质基板第三侧边，输出耦合线与第三50欧姆微带线导带连接，第三50欧姆微带线导带与输入耦合线垂直；50欧姆微带线导带与介质基板(9)第三侧边连接处为第三输出端。
本发明中，所述第一e型三模谐振器包括第一终端开路枝节、第二终端开路枝节、第一e型终端开路枝节；
第一e型终端开路枝节的两侧分别对称设有第一l型终端开路枝节和第二l型终端开路枝节。
本发明中，所述第二e型三模谐振器包括第三终端开路枝节、第四终端开路枝节、第二e型终端开路枝节；
第二e型终端开路枝节的两侧分别对称设有第三l型终端开路枝节和第四l型终端开路枝节。
本发明中，所述第三e型三模谐振器包括第三e型终端开路枝节；
第三e型终端开路枝节的两侧分别对称设有第五l型终端开路枝节和第六l型终端开路枝节。
本发明中，所述第四e型三模谐振器包括第四e型终端开路枝节；
第四e型终端开路枝节的两侧分别对称设有第七l型终端开路枝节和第八l型终端开路枝节。
本发明中，所述第五e型三模谐振器包括第四e型终端开路枝节；
第四e型终端开路枝节的两侧分别对称设有第九l型终端开路枝节和第十l型终端开路枝节；
所述第六e型三模谐振器包括第四e型终端开路枝节；
第四e型终端开路枝节的两侧分别对称设有第十一l型终端开路枝节和第十二l型终端开路枝节。
本发明中，所述第一e型三模谐振器和第二e型三模谐振器在输入耦合线两侧对称；
第三e型三模谐振器和第四e型三模谐振器在输入耦合线两侧对称；
第五e型三模谐振器和第六e型三模谐振器在输入耦合线两侧对称。
有益效果：本发明的结构紧凑，可在单片pcb板上实现，便于加工集成，生产成本低。与此同时，本发明利用谐振器与输入输出馈线耦合的方式来实现三通带功分滤波器的设计，可以很好的实现三通带功分滤波器的小型化、低插损、高带外抑制等性能。随着对多标准无线通信需求的日益增长和保证高质量的射频通信，该三通带功分滤波器良好性能对射频通信的质量尤为重要。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1是本发明一种基于e型谐振器的功分滤波器的立体结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是实施例1的结构尺寸示意图。
图4是实施例1的s参数仿真图。
图5是实施例1的两个输出端口的隔离特性s参数仿真图。
图中，输入端口馈线1，金属接地板2，隔离电阻3，隔离电4，第二e型谐振器5，第四e型谐振器6，第二端口输出馈线7，第五e型谐振器8，矩形介质基板9，隔离电阻10，第一e型谐振器11，第三e型谐振器12，第六e型谐振器13。
具体实施方式
实施例：
如图1、图2所示，本发明一种基于e型谐振器的三通带功分滤波器，包括下表面设有金属接地板2，矩形介质基板9上表面设有输入端口馈线1，第一端口输出馈线15，第二端口输出馈线7。所述第一输出端口馈线15与所述第二输出端口馈线7分别靠近所述矩型介质基板9的两个垂直相邻的长边，在所述第二输出端口馈线7和输入端口馈线1之间设有e型谐振器13611，在所述第一端口馈线6和输入端口馈线1之间设有e型谐振器8125。在所述e型谐振器5和11之间设有隔离电阻3，在所述e型谐振器6和12之间设有隔离电阻4，在所述e型谐振器138之间有隔离电阻10。
输入端口馈线1和第二输出馈线7之间分别设有第一e型三模谐振11和第四e型三模谐振器6和第六e型三模谐振器13。输入端口馈线1包括第一50欧姆微带线导带17和输入耦合线16，第一50欧姆微带线导带17一端贴近介质基板9第一侧边9a，另一端连接输入耦合线16；第一50欧姆微带线导带17与介质基板9第一侧边连接处为输入端。
所述第一输出馈线15由第二50欧姆微带线导带18和输出耦合线19组成，第二50欧姆微带线导带18贴近介质基板9第二侧边9b，输出耦合线19与第二50欧姆微带线导带18连接，第二50欧姆微带线导带18与输入耦合线16垂直；50欧姆微带线导带18与介质基板9第二侧边连接处为第一输出端。
所述第二输出馈线7由第三50欧姆微带线导带20和输出耦合线21组成，第三50欧姆微带线导带20贴近介质基板9第三侧边9c，输出耦合线21与第三50欧姆微带线导带20连接，第三50欧姆微带线导带20与输入耦合线16垂直；50欧姆微带线导带20与介质基板9第三侧边连接处为第三输出端。
第一e型三模谐振器11包括第一终端开路枝节22、第二终端开路枝节23、第一e型终端开路枝节24；第一e型终端开路枝节24的两侧分别对称设有第一l型终端开路枝节25和第二l型终端开路枝节26。
第二e型三模谐振器5包括第三终端开路枝节27、第四终端开路枝节28、第二e型终端开路枝节29；第二e型终端开路枝节29的两侧分别对称设有第三l型终端开路枝节30和第四l型终端开路枝节31。
第三e型三模谐振器12包括第三e型终端开路枝节32；第三e型终端开路枝节32的两侧分别对称设有第五l型终端开路枝节33和第六l型终端开路枝节34。
所述第四e型三模谐振器6包括第四e型终端开路枝节35；第四e型终端开路枝节35的两侧分别对称设有第七l型终端开路枝节36和第八l型终端开路枝节37。
所述第五e型三模谐振器8包括第四e型终端开路枝节37；第四e型终端开路枝节37的两侧分别对称设有第九l型终端开路枝节38和第十l型终端开路枝节39。
所述第六e型三模谐振器13包括第四e型终端开路枝节40；第四e型终端开路枝节40的两侧分别对称设有第十一l型终端开路枝节41和第十二l型终端开路枝节42。
第一e型三模谐振器11和第二e型三模谐振器5在输入耦合线16两侧对称；第三e型三模谐振器12和第四e型三模谐振器6在输入耦合线16两侧对称；第五e型三模谐振器8和第六e型三模谐振器13在输入耦合线16两侧对称；
正面视图如图2所示，有关尺寸规格如图3所示。所采用的介质基板7相对介电常数为3.55，厚度为0.508mm，损耗角正切为0.0027。结合图3，功分滤波器的各尺寸参数如下：l＝5.00,w＝1.12,l1＝26.42,l2＝12.96,l3＝28.04,l4＝11.02,l5＝7.30,l6＝37.71,l7＝29.95,l8＝2.58,l9＝17.84,l10＝19.95,l11＝22.84,l12＝1.00,l13＝8.00,l14＝15.34,l15＝3.26,w1＝0.635,w2＝0.30,w3＝0.48,w4＝0.62,d＝0.32,g1＝0.14,g2＝0.20,g3＝0.15,g4＝0.13,g5＝0.19,g6＝0.07，r1＝2400ω，r2＝820ω，r3＝1200ω.
图4是本实例中功分滤波器的s参数仿真图，从图中可以看出，该三通带功分滤波器三个通带的中心频率为1.30ghz、1.62ghz、2.22ghz，通带内回波损耗低于13.0db，最小插入损耗为1.3db。通带外有六个传输零点使得该实例功分滤波器具有很好的频率选择性和带外谐波抑制性。
图5是本实例中功分滤波器的两个功率输出端口匹配特性和隔离特性的s参数仿真图，从图中可以看出，该实例功分滤波器通带内的输出端口回波损耗低于13.0db，带内隔离度好于18.8db。
本发明在制造上通过印制电路板制造工艺对电路基板正面及背面的金属面进行加工腐蚀，从而形成所需的金属图案，结构简单，可在单片pcb板上实现，便于加工集成，生产成本低。同时，利用多模e型谐振器和网络拓扑，获得良好的功率分配特性和滤波特性，通过巧妙的在谐振器之间接隔离电阻，获得了良好的端口隔离特性。
由于本发明的三通带功分滤波器同时具备高选择性、结构紧凑、端口隔离度好以及良好的带外抑制特性选择性高、插入损耗小、带外抑制性能好，适用于现代无线通信系统。
本实施例利用双模e型谐振器和网络拓扑，获得良好的功率分配特性和滤波特性，并巧妙地在谐振器之间接隔离电阻，获得了良好的端口隔离特性实现了一种高选择性、结构紧凑、端口隔离度好以及良好的带外抑制特性选择性高、插入损耗小、带外抑制性能好的三通带功分滤波器，适用于现代无线通信系统。
本发明利用枝节加载型多模谐振器的谐振机理和主传输线的电场分布特性，具有高选择性和宽频带特性。
本发明利用一个波长主传输线与谐振器耦合以及开路枝节产生零点的特性，具有良好的带外抑制特性。
本发明的功分滤波器利用谐振器之间接隔离电阻，隔离度好，适用于现代无线通信系统。
本发明提供了一种三通带功分滤波器的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。