任思齐，王今朝，江娟，甘霖，章天金

(湖北大学材料科学与工程学院， 湖北 武汉 430062)

0 引言

随着5G通讯技术的快速发展，频谱资源日益紧张，电子设备小型化成为一个重要问题，这对滤波器的性能要求也越来越高[1-3].基站用滤波器作为无线通讯系统中一个重要器件，具有高Q值、高稳定性、低损耗、小型化等优点[4].本文中利用一对HEH11简并模式，设计适用于5G频段的双模介质滤波器，它比传统的单模介质滤波器的尺寸减小至少一半，性能更优越.结合现代滤波器设计理论，通过电磁仿真软件对谐振器、腔体和端口进行仿真，设计一款中心频率为3.5 GHz，带宽为70 MHz的高性能双模介质滤波器.

1 单腔介质谐振器参数确定

1.1 介质谐振器的模式介质谐振器的模式可以分为TEE、THE、TME、HEE和HEH几类.第三个字母是区分沿着以谐振器方向一半高度平面对称的奇模式和偶模式.其中“E”表示电壁对称，“H”表示磁壁对称[5].运用HFSS电磁仿真软件可以模拟出这些模式的场分布图.TEE、THE是单模式，HEE和HEH是混合双模式.利用混合双模式设计双模介质滤波器，可以使滤波器结构在数量上减少一半，达到滤波器的低损耗、高抑制和小型化，对研发高性能基站系统具有重要意义.

1.2 单腔介质谐振器的模式分析

1.2.1 空气腔边长对模式的影响分析 本文中研究的介质滤波器腔体立方结构图如图1所示.腔体的长、宽和高分别为a，b和c，一般选定为30 mm左右，故将原始尺寸设定为a×b×c=28 mm×28 mm×30 mm.

图1 腔体立方结构图

图2为谐振器频率随介电常数[6]变化曲……