基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带UWB滤波器.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103956544 A (43)申请公布日 2014.07.30 CN 103956544 A (21)申请号 201410078662.0 (22)申请日 2014.03.05 H01P 1/203(2006.01) (71)申请人上海海事大学地址 201306 上海市浦东新区临港新城海港大道 1550 号 (72)发明人曹晖晖张友俊 (74)专利代理机构上海衡方知识产权代理有限公司 31234 代理人曹琪 (54) 发明名称基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带 (UWB) 滤波器 (57) 摘要本发明公开了一种新型贴片超宽带滤波器的拓扑结构 ,。

2、即一种基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带(UWB)滤波器，属于微波通信领域。该滤波器包括：一个新型折叠枝节加载多模谐振器，其结构是在均匀阻抗线上离中心位置较近的两边分别加载一个开路阶梯阻抗线，再在中心加载一个折叠阶梯阻抗枝节，该新型谐振器能产生一对传输零点，使滤波器具有良好的选择性；一对信号输入、输出端口，位于新型折叠枝节加载多模谐振器结构的两侧，采用交指耦合的方式与谐振器相连。本发明提供了一种新型贴片的拓扑结构，该结构紧凑，性能良好，优于绝大多数其他外形的超宽带滤波器。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 4 页附图。

3、6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图6页 (10)申请公布号 CN 103956544 A CN 103956544 A 1/1 页 2 1. 一种基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带 (UWB) 滤波器，采用介电常数 r=2.65，介质厚度 h=1mm 的微带基片进行仿真和加工，所述滤波器有一对对称的输入和输出信号端口，端口宽为 2.8mm，馈线长度为 5mm，与折叠枝节加载多模谐振器耦合的耦合线长度为 7.6mm，宽度为 0.2mm ；所述折叠枝节加载多模谐振器采用对称结构，且信号输入端口和信号输出端口分。

4、别在多模谐振器的两侧，谐振器与端口之间采用交指耦合方式；耦合线与谐振器之间的间距为 0.2mm，端口与谐振器之间的间距为 0.5mm ；所述折叠枝节加载多模谐振器结构和馈线材质均为铜箔；所述滤波器特征在于：所述滤波器有一个对称的折叠枝节加载多模谐振器结构，其结构是在均匀阻抗线上离中心位置 0.8mm 处的两边分别加载一个开路阶梯阻抗线，其中与输入、输出端口进行耦合的均匀阻抗线的长度为 18.4mm，宽度为 0.2mm，开路阶梯阻抗线的长分别为 2.9mm、 0.7mm，宽分别为 0.8mm、 0.2mm ；中心加载的开路折叠枝节由长为 5.9mm，宽。

5、为 0.2mm 的枝节和长 1mm，宽 0.2mm 的折叠枝节构成。 2. 根据权利要求 1 所述的一种中心加载折叠枝节多模谐振器结构的新型超宽带（UWB）滤波器，其特征在于：通过公式其中 r为所采用微带基片的介电常数， h 为所采用微带基片的介质原度， w 为滤波器输入、输出端口的宽度，为波长， c 为光速， f 为中心频率，对于介电常数 r 2.65，介质厚度 h 1mm 时， w=2.8mm，转化成其它介电常数和介质厚度下的不同尺寸。权利要求书 CN 103956544 A 2 1/4 页 3 基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带 (UWB) 滤波器。

6、技术领域： 0001 本发明涉及到微波通信领域，用于超宽带技术领域的超宽带 (UWB) 滤波器。背景技术： 0002 超宽带技术在手机通信、卫星遥感遥测、短距离高速无线通信及保密通信等许多领域都有着广阔的应用前景。上世纪 70 年代美国军方就提了 “超宽带” 的概念，其被定义为相对带宽大于 25% 的信号。2002 年 4 月美国联邦通信委员会 (FCC) 批准了 UWB 技术的商业许可，规定在低于 -41.3dBm/MHz 的条件下，可以将 3.1GHz 到 10.6GHz 的频段用作军事和民用的超宽带通信系统中，在军事上主要作为电子对抗，超宽带雷达，卫星通信。

7、系统，以及矿井探测等领域，在民用通信中，则主要用于近距离高速通信，宽带通信和个人业务等方面。 0003 与无线通信技术相比较， UWB 有着如下的优点 : 传输速率高、平均发射功率低、多径分辨率高、便于携带、空间容量大及隐蔽性好等。由于 UWB 通信技术具有很优异的特点，所以决定了其应用将非常的广泛。 0004 超宽带滤波器位于超宽带系统的射频前端，它既可用来限定大功率发射机在规定的频带内辐射，反过来又可用来防止接收机受到工作频带以外的干扰，因此，超宽带微波滤波器是超宽带系统中的一个关键无源部件，它性能的好坏对于系统的整体性能有着重大的影响。 0005 。

8、小型化、低插入损耗和高带外抑制是超宽带带通滤波器设计所关注的重点。目前主流的超宽带滤波器采用多模谐振器来设计，基于多模谐振器结构的超宽带滤波器，其尺寸小，过渡带窄，插入损耗小，通带效果好，能很好的满足要求。 0006 文献 1 提出中心加载 T 型开路枝节，在中心位置附近的两边分别加载开路阶梯阻抗线，具有陡峭群边沿和宽阻带的宽带滤波器。本发明对其进行改进，并引入文献 2 中的折叠枝节，通过仿真优化，设计出一款性能良好的超宽带滤波器。因此本发明是采用多模谐振器结构设计的一种性能良好的超宽带滤波器。发明内容： 0007 本发明的主要目的是，提供一种新型拓扑。

9、结构的贴片型超宽带滤波器。 0008 本发明提出一种新型超宽带滤波器的拓扑结构。由于对于实际情况，很难或无法用麦克斯韦方程从理论上来证明，而只能采用数值方法来证明。学术和工程上常采用的方法是利用商用的高频电磁仿真软件进行电磁仿真来证明、优化。 0009 我们采用 HFSS13.0 对提出的拓扑结构进行优化，将优化的结构制成样品，对样品进行测试，用实验的方法来证实该滤波器的拓扑结构。 0010 本发明一种折叠枝节加载多模谐振器结构的新型超宽带（UWB）滤波器采用介电常数 r=2.65，介质厚度 h=1mm 的材质进行仿真优化。整个滤波器的面积大约为 29.4mm12mm，。

10、各参数尺寸大小（单位 /mm）为： a=5， b=2.8， l1=18.4， l2=0.8， l3=0.7， l4=2.9，说明书 CN 103956544 A 3 2/4 页 4 w0=0.2， w1=0.8， w=0.2， d=7.6， d1=0.5， a1=1， a2=1， a3=5.9。 0011 滤波器的各尺寸具体如下： 0012 1. 一对对称的输入输出端口，馈线长度 a 为 5mm，宽 b 为 2.8mm ； 0013 2. 一个对称的多模谐振器的结构，其中与输入、输出端口进行耦合的均匀阻抗线的长度l1为18.4mm，宽度w为0.2mm，离谐振器中心。

11、距离l2为0.8mm的两边的阶梯阻抗开路枝节的高阻抗线长度 l3，宽度 w 为 0.2mm，低阻抗线长度 l4为 2.9mm，宽度 w1为 0.8mm，中心加载的折叠枝节由长 a3为 5.9mm，宽 w 为 0.2mm 的枝节和以长 a1、 a2均为 1mm，宽 w 为 0.2mm 的折叠枝节构成； 0014 3. 输入、输出端口与折叠枝节加载多模谐振器结构之间采用了交指耦合方式，它们之间的间距w0为0.2mm，端口馈线和均匀阻抗线的间d1为0.5mm，与馈线相连的耦合线的长度 d 为 7.6mm，宽度 w 为 0.2mm。 0015 在本发明的具体实施例子中，。

12、所述多模谐振器结构和馈线材质均为铜箔。 0016 2005 年， Zhu L. 等人提出了基于多模谐振器的超宽带滤波器的设计方法。由于这种基于多模谐振器的设计方法，其实现结构简单而且通带特性良好，引起了很多学者对基于多模谐振器的超宽带滤波器结构进行了大量扩展性的研究。 0017 从现有的文献来看，已经提出了基于枝节线加载的三模、四模、五模等改进型谐振器结构运用于超宽带滤波的设计，阶梯阻抗枝节线的结构有方形、扇形等，谐振器的结构有方形、圆形、六边形、环形等 0018 本发明的积极进步效果在于：本发明在宽带滤波器的基础上进行改进，并引入折叠枝节，从而设计出。

13、一种性能良好的超宽带滤波器。本发明提供了一种新型超宽带滤波器拓扑结构，即在均匀阻抗线上离中心位置 0.8mm 处的两边分别加载一个开路阶梯阻抗线，中心加载一个折叠阶梯阻抗枝节；由实验结果可知，基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带滤波器的整体性能较好：仿真结果表明该滤波器的中心频率为 6.85Hz，通带为 2.9-10.7GHz，实现了相对带宽 114% ；在通带内插入损耗小于 1dB，回波损耗优于 -10dB，下阻带边缘陡峭，带外阻带从 11-16GHz 衰减大于 20dB。附图说明： 0019 图 1 新型超宽带 (UWB) 滤波器的结构示意图，其中 1。

14、指的是信号的输入输出端口馈线， 2 指的是折叠枝节加载多模谐振器结构，主要是在均匀阻抗谐振器上离中心位置较近的两边分别加载一个开路阶梯阻抗线，再在中心加载一个折叠阶梯阻抗枝节， 3 所指的是输入、输出馈线与谐振器结构之间采用的交指耦合； 0020 图 2 新型超宽带 (UWB) 滤波器物理结构图，其中 a 是指输入、输出端口馈线的长度， b 是指馈线的宽度， l1是指谐振器的均匀阻抗线长度， l2是指谐振器中心位置附近的阶梯阻抗线离中心的距离， l3是指阶梯阻抗高阻抗线的长度， l4是指阶梯阻抗低阻抗线的长度， w 是指耦合线宽度、均匀阻抗线宽度、阶梯阻抗高阻抗线。

15、的宽度以及中心加载折叠枝节的枝节宽度， w0是指耦合线与均匀阻抗线的间距， w1是指阶梯阻抗低阻抗线的宽度， d 是指与馈线相连的耦合线的长度， d1是指谐振器均匀阻抗线与端口馈线的间距， a1、 a2是指折叠枝节的长度， a3是指中心加载枝节的长度； 0021 图 3 新型超宽带 (UWB) 滤波器仿真的 S 曲线；说明书 CN 103956544 A 4 3/4 页 5 0022 图 4 新型超宽带 (UWB) 滤波器在弱耦合（d=0.5mm）下， l4变化时的谐振模式分布； 0023 图 5 新型超宽带 (UWB) 滤波器在弱耦合（d=0.5mm）下， a1变化。

16、时的谐振模式分布； 0024 图 6 新型超宽带 (UWB) 滤波器在弱耦合（d=0.5mm）下， a2变化时的谐振模式分布； 0025 图 7 新型超宽带 (UWB) 滤波器在弱耦合（d=0.5mm）下， a3变化时的谐振模式分布；具体实施方式： 0026 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。 0027 该滤波器包括： 1. 一对对称的输入输出 50 馈线； 2. 一个对称的多模谐振器结构，谐振器的均匀阻抗线上距中心 0.8mm 处两边分别加载一个阶梯阻抗开路枝节，中心处加载一个对称的折。

17、叠枝节； 3. 输入输出端口馈线与折叠枝节加载多模谐振器之间采用了交指耦合方式。 0028 文献 1 提出中心加载 T 型开路枝节，在中心位置附近的两边分别加载开路阶梯阻抗线，具有陡峭群边沿和宽阻带的宽带滤波器。文献 2 中提出的折叠多模谐振器结构，用于实现双通带带通滤波器，该滤波器结构紧凑，带外抑制良好。本发明对其进行改进，通过对阶梯阻抗的阻抗比、折叠枝节的阻抗比以及它们电长度比（它们由 a1、 a2、 a3和 l4控制）的调节，使滤波器的谐振频率重新分布，从而达到超宽带的要求，并进行仿真优化，设计出一款性能良好的超宽带滤波器。 0029 图 2 为发明的。

18、一种基于折叠枝节加载多模谐振的超宽带滤波器物理结构图。 0030 从图 4 可以看到在超宽带频段内，该多模谐振器有四个谐振模式，其中 fo1、 fo2为奇模谐振频率， fe1、 fe2为偶模谐振频率。当其他变量不变时，增加 l4的长度，谐振频率 fo2、 fe2向低频段移动，且偏移较大，谐振频率 fe1变化较小，奇模谐振频率 fo1基本保持不变。可以看出中心附近处的阶梯阻抗线对奇模和偶模都会产生影响。所以可以通过调节 l4的长度来控制谐振频率 fo2、 fe2的位置。 0031 图 5、图 6、图 7 为折叠枝节各参数对谐振模式的影响。图 5、图 6 中可以看出，改。

19、变折叠枝节的线长和间距，偶模 fe1、 fe2也随之而变化，而奇模 fo1、 fo2基本保持不变。中心加载的开路折叠枝节对奇模谐振没有影响。从图 5 中可以看出当折叠枝节的间距 a1从 0.5mm 增加到 1.5mm 时， fe1、 fe2都向低频段移动，其中 fe1的变化很大， fe2变化相对较小。从图 6 中可以看出 a2的变化时， fe1、 fe2的变化较小。图 7 是加载枝节的长度变化时的谐振模式分布图，可以看出 a3变化对 fe1有很大的影响，而对 fe2的影响较小。从图 5、图 6、图 7 中还可以看出加载折叠枝节在 2.5GHz、 11GHz 处各产生一个传。

20、输零点，两个零点会随着折叠枝节的各参数 a1、 a2、 a3变化而变化，这有利于控制滤波器通带的选择性。 0032 综上所述，首先可以确定奇模谐振频率 fo1的位置，然后调节 l4的长度可以改变谐振频率 fo2和 fe2的位置，调节 a1、 a2、 a3的长度可以在不改变奇模谐振位置的情况下，改变偶模谐振频率 fe1和 fe2的位置。所以通过适当地调节 a1、 a2、 a3和 l4的长度，可以使其四个模式均匀分布在超宽带（3.1-10.6GHz）的频带范围内，最后通过加强耦合（d=7.6mm）形成一个平坦的通带。 0033 本发明是一种基于折叠枝节加载多模谐振。

21、器结构的新型超宽带 (UWB) 滤波器，其主要创新点是将宽带滤波器改进成超宽带滤波器，并引入折叠枝节，设计出一款性能良好说明书 CN 103956544 A 5 4/4 页 6 的超宽带滤波器。 0034 以上显示和描述的是本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。 0035 参考文献 0036 1张学。

22、顺,赵永久.多模微带滤波器的研究与设计D.南京:南京航空航天大学 ,2011. 0037 2K,-W,Hsu,C,-H,Chien,and,W,-H,Tu.Compact dual-wideband bandpass filter using asymmetrical resonatorJ.The Institution of Engineering and Technology,2013,36(3):1-2. 说明书 CN 103956544 A 6 1/6 页 7 图 1 图 2 说明书附图 CN 103956544 A 7 2/6 页 8 图 3 说明书附图 CN 103956544 A 8 3/6 页 9 图 4 说明书附图 CN 103956544 A 9 4/6 页 10 图 5 说明书附图 CN 103956544 A 10 5/6 页 11 图 6 说明书附图 CN 103956544 A 11 6/6 页 12 图 7 说明书附图 CN 103956544 A 12 。

摘要
申请专利号：	CN201410078662.0	申请日：	2014.03.05
公开号：	CN103956544A	公开日：	2014.07.30
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01P 1/203申请公布日:20140730\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H01P 1/203申请日:20140305\|\|\|公开
IPC分类号：	H01P1/203	主分类号：	H01P1/203
申请人：	上海海事大学
发明人：	曹晖晖; 张友俊
地址：	201306 上海市浦东新区临港新城海港大道1550号
优先权：
专利代理机构：	上海衡方知识产权代理有限公司 31234	代理人：	曹琪
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内容摘要

本发明公开了一种新型贴片超宽带滤波器的拓扑结构,即一种基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带(UWB)滤波器，属于微波通信领域。该滤波器包括：一个新型折叠枝节加载多模谐振器，其结构是在均匀阻抗线上离中心位置较近的两边分别加载一个开路阶梯阻抗线，再在中心加载一个折叠阶梯阻抗枝节，该新型谐振器能产生一对传输零点，使滤波器具有良好的选择性；一对信号输入、输出端口，位于新型折叠枝节加载多模谐振器结构的两侧，采用交指耦合的方式与谐振器相连。本发明提供了一种新型贴片的拓扑结构，该结构紧凑，性能良好，优于绝大多数其他外形的超宽带滤波器。

权利要求书

权利要求书1. 一种基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带(UWB)滤波器，采用介电常数εr=2.65，介质厚度h=1mm的微带基片进行仿真和加工，所述滤波器有一对对称的输入和输出信号端口，端口宽为2.8mm，馈线长度为5mm，与折叠枝节加载多模谐振器耦合的耦合线长度为7.6mm，宽度为0.2mm；所述折叠枝节加载多模谐振器采用对称结构，且信号输入端口和信号输出端口分别在多模谐振器的两侧，谐振器与端口之间采用交指耦合方式；耦合线与谐振器之间的间距为0.2mm，端口与谐振器之间的间距为0.5mm；所述折叠枝节加载多模谐振器结构和馈线材质均为铜箔；所述滤波器特征在于：所述滤波器有一个对称的折叠枝节加载多模谐振器结构，其结构是在均匀阻抗线上离中心位置0.8mm处的两边分别加载一个开路阶梯阻抗线，其中与输入、输出端口进行耦合的均匀阻抗线的长度为18.4mm，宽度为0.2mm，开路阶梯阻抗线的长分别为2.9mm、0.7mm，宽分别为0.8mm、0.2mm；中心加载的开路折叠枝节由长为5.9mm，宽为0.2mm的枝节和长1mm，宽0.2mm的折叠枝节构成。2. 根据权利要求1所述的一种中心加载折叠枝节多模谐振器结构的新型超宽带（UWB）滤波器，其特征在于：通过公式ϵe=ϵr+12+ϵr-12(1+10hw)---(1)]]>λ=1ϵecf---(2)]]>其中εr为所采用微带基片的介电常数，h为所采用微带基片的介质原度，w为滤波器输入、输出端口的宽度，λ为波长，c为光速，f为中心频率，对于介电常数εr＝2.65，介质厚度h＝1mm时，w=2.8mm，转化成其它介电常数和介质厚度下的不同尺寸。

说明书

说明书基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带(UWB)滤波器
技术领域：
本发明涉及到微波通信领域，用于超宽带技术领域的超宽带(UWB)滤波器。
背景技术：
超宽带技术在手机通信、卫星遥感遥测、短距离高速无线通信及保密通信等许多领域都有着广阔的应用前景。上世纪70年代美国军方就提了“超宽带”的概念，其被定义为相对带宽大于25%的信号。2002年4月美国联邦通信委员会(FCC)批准了UWB技术的商业许可，规定在低于-41.3dBm/MHz的条件下，可以将3.1GHz到10.6GHz的频段用作军事和民用的超宽带通信系统中，在军事上主要作为电子对抗，超宽带雷达，卫星通信系统，以及矿井探测等领域，在民用通信中，则主要用于近距离高速通信，宽带通信和个人业务等方面。
与无线通信技术相比较，UWB有着如下的优点:传输速率高、平均发射功率低、多径分辨率高、便于携带、空间容量大及隐蔽性好等。由于UWB通信技术具有很优异的特点，所以决定了其应用将非常的广泛。
超宽带滤波器位于超宽带系统的射频前端，它既可用来限定大功率发射机在规定的频带内辐射，反过来又可用来防止接收机受到工作频带以外的干扰，因此，超宽带微波滤波器是超宽带系统中的一个关键无源部件，它性能的好坏对于系统的整体性能有着重大的影响。
小型化、低插入损耗和高带外抑制是超宽带带通滤波器设计所关注的重点。目前主流的超宽带滤波器采用多模谐振器来设计，基于多模谐振器结构的超宽带滤波器，其尺寸小，过渡带窄，插入损耗小，通带效果好，能很好的满足要求。
文献[1]提出中心加载T型开路枝节，在中心位置附近的两边分别加载开路阶梯阻抗线，具有陡峭群边沿和宽阻带的宽带滤波器。本发明对其进行改进，并引入文献[2]中的折叠枝节，通过仿真优化，设计出一款性能良好的超宽带滤波器。因此本发明是采用多模谐振器结构设计的一种性能良好的超宽带滤波器。
发明内容：
本发明的主要目的是，提供一种新型拓扑结构的贴片型超宽带滤波器。
本发明提出一种新型超宽带滤波器的拓扑结构。由于对于实际情况，很难或无法用麦克斯韦方程从理论上来证明，而只能采用数值方法来证明。学术和工程上常采用的方法是利用商用的高频电磁仿真软件进行电磁仿真来证明、优化。
我们采用HFSS13.0对提出的拓扑结构进行优化，将优化的结构制成样品，对样品进行测试，用实验的方法来证实该滤波器的拓扑结构。
本发明一种折叠枝节加载多模谐振器结构的新型超宽带（UWB）滤波器采用介电常数εr=2.65，介质厚度h=1mm的材质进行仿真优化。整个滤波器的面积大约为29.4mm×12mm，各参数尺寸大小（单位/mm）为：a=5，b=2.8，l1=18.4，l2=0.8，l3=0.7，l4=2.9，w0=0.2，w1=0.8，w=0.2，d=7.6，d1=0.5，a1=1，a2=1，a3=5.9。
滤波器的各尺寸具体如下：
1.一对对称的输入输出端口，馈线长度a为5mm，宽b为2.8mm；
2.一个对称的多模谐振器的结构，其中与输入、输出端口进行耦合的均匀阻抗线的长度l1为18.4mm，宽度w为0.2mm，离谐振器中心距离l2为0.8mm的两边的阶梯阻抗开路枝节的高阻抗线长度l3，宽度w为0.2mm，低阻抗线长度l4为2.9mm，宽度w1为0.8mm，中心加载的折叠枝节由长a3为5.9mm，宽w为0.2mm的枝节和以长a1、a2均为1mm，宽w为0.2mm的折叠枝节构成；
3.输入、输出端口与折叠枝节加载多模谐振器结构之间采用了交指耦合方式，它们之间的间距w0为0.2mm，端口馈线和均匀阻抗线的间d1为0.5mm，与馈线相连的耦合线的长度d为7.6mm，宽度w为0.2mm。
在本发明的具体实施例子中，所述多模谐振器结构和馈线材质均为铜箔。
2005年，Zhu L.等人提出了基于多模谐振器的超宽带滤波器的设计方法。由于这种基于多模谐振器的设计方法，其实现结构简单而且通带特性良好，引起了很多学者对基于多模谐振器的超宽带滤波器结构进行了大量扩展性的研究。
从现有的文献来看，已经提出了基于枝节线加载的三模、四模、五模等改进型谐振器结构运用于超宽带滤波的设计，阶梯阻抗枝节线的结构有方形、扇形等，谐振器的结构有方形、圆形、六边形、环形等
本发明的积极进步效果在于：本发明在宽带滤波器的基础上进行改进，并引入折叠枝节，从而设计出一种性能良好的超宽带滤波器。本发明提供了一种新型超宽带滤波器拓扑结构，即在均匀阻抗线上离中心位置0.8mm处的两边分别加载一个开路阶梯阻抗线，中心加载一个折叠阶梯阻抗枝节；由实验结果可知，基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带滤波器的整体性能较好：仿真结果表明该滤波器的中心频率为6.85Hz，通带为2.9-10.7GHz，实现了相对带宽114%；在通带内插入损耗小于1dB，回波损耗优于-10dB，下阻带边缘陡峭，带外阻带从11-16GHz衰减大于20dB。
附图说明：
图1新型超宽带(UWB)滤波器的结构示意图，其中1指的是信号的输入输出端口馈线，2指的是折叠枝节加载多模谐振器结构，主要是在均匀阻抗谐振器上离中心位置较近的两边分别加载一个开路阶梯阻抗线，再在中心加载一个折叠阶梯阻抗枝节，3所指的是输入、输出馈线与谐振器结构之间采用的交指耦合；
图2新型超宽带(UWB)滤波器物理结构图，其中a是指输入、输出端口馈线的长度，b是指馈线的宽度，l1是指谐振器的均匀阻抗线长度，l2是指谐振器中心位置附近的阶梯阻抗线离中心的距离，l3是指阶梯阻抗高阻抗线的长度，l4是指阶梯阻抗低阻抗线的长度，w是指耦合线宽度、均匀阻抗线宽度、阶梯阻抗高阻抗线的宽度以及中心加载折叠枝节的枝节宽度，w0是指耦合线与均匀阻抗线的间距，w1是指阶梯阻抗低阻抗线的宽度，d是指与馈线相连的耦合线的长度，d1是指谐振器均匀阻抗线与端口馈线的间距，a1、a2是指折叠枝节的长度，a3是指中心加载枝节的长度；
图3新型超宽带(UWB)滤波器仿真的S曲线；
图4新型超宽带(UWB)滤波器在弱耦合（d=0.5mm）下，l4变化时的谐振模式分布；
图5新型超宽带(UWB)滤波器在弱耦合（d=0.5mm）下，a1变化时的谐振模式分布；
图6新型超宽带(UWB)滤波器在弱耦合（d=0.5mm）下，a2变化时的谐振模式分布；
图7新型超宽带(UWB)滤波器在弱耦合（d=0.5mm）下，a3变化时的谐振模式分布；
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
该滤波器包括：1.一对对称的输入输出50Ω馈线；2.一个对称的多模谐振器结构，谐振器的均匀阻抗线上距中心0.8mm处两边分别加载一个阶梯阻抗开路枝节，中心处加载一个对称的折叠枝节；3.输入输出端口馈线与折叠枝节加载多模谐振器之间采用了交指耦合方式。
文献[1]提出中心加载T型开路枝节，在中心位置附近的两边分别加载开路阶梯阻抗线，具有陡峭群边沿和宽阻带的宽带滤波器。文献[2]中提出的折叠多模谐振器结构，用于实现双通带带通滤波器，该滤波器结构紧凑，带外抑制良好。本发明对其进行改进，通过对阶梯阻抗的阻抗比、折叠枝节的阻抗比以及它们电长度比（它们由a1、a2、a3和l4控制）的调节，使滤波器的谐振频率重新分布，从而达到超宽带的要求，并进行仿真优化，设计出一款性能良好的超宽带滤波器。
图2为发明的一种基于折叠枝节加载多模谐振的超宽带滤波器物理结构图。
从图4可以看到在超宽带频段内，该多模谐振器有四个谐振模式，其中fo1、fo2为奇模谐振频率，fe1、fe2为偶模谐振频率。当其他变量不变时，增加l4的长度，谐振频率fo2、fe2向低频段移动，且偏移较大，谐振频率fe1变化较小，奇模谐振频率fo1基本保持不变。可以看出中心附近处的阶梯阻抗线对奇模和偶模都会产生影响。所以可以通过调节l4的长度来控制谐振频率fo2、fe2的位置。
图5、图6、图7为折叠枝节各参数对谐振模式的影响。图5、图6中可以看出，改变折叠枝节的线长和间距，偶模fe1、fe2也随之而变化，而奇模fo1、fo2 基本保持不变。中心加载的开路折叠枝节对奇模谐振没有影响。从图5中可以看出当折叠枝节的间距a1从0.5mm增加到1.5mm时，fe1、fe2都向低频段移动，其中fe1的变化很大，fe2变化相对较小。从图6中可以看出a2的变化时，fe1、fe2的变化较小。图7是加载枝节的长度变化时的谐振模式分布图，可以看出a3变化对fe1有很大的影响，而对fe2的影响较小。从图5、图6、图7中还可以看出加载折叠枝节在2.5GHz、11GHz处各产生一个传输零点，两个零点会随着折叠枝节的各参数a1、a2、a3变化而变化，这有利于控制滤波器通带的选择性。
综上所述，首先可以确定奇模谐振频率fo1的位置，然后调节l4的长度可以改变谐振频率fo2和fe2的位置，调节a1、a2、a3的长度可以在不改变奇模谐振位置的情况下，改变偶模谐振频率fe1和fe2的位置。所以通过适当地调节a1、a2、a3和l4的长度，可以使其四个模式均匀分布在超宽带（3.1-10.6GHz）的频带范围内，最后通过加强耦合（d=7.6mm）形成一个平坦的通带。
本发明是一种基于折叠枝节加载多模谐振器结构的新型超宽带(UWB)滤波器，其主要创新点是将宽带滤波器改进成超宽带滤波器，并引入折叠枝节，设计出一款性能良好的超宽带滤波器。
以上显示和描述的是本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
参考文献
[1]张学顺,赵永久.多模微带滤波器的研究与设计[D].南京:南京航空航天大学,2011.
[2]K,-W,Hsu,C,-H,Chien,and,W,-H,Tu.Compact dual-wideband bandpass filter using asymmetrical resonator[J].The Institution of Engineering and Technology,2013,36(3):1-2.