CN114552152A - 一种多模超宽带滤波器及其设计方法 - Google Patents

一种多模超宽带滤波器及其设计方法 Download PDF

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CN114552152A CN202210356527.2A CN202210356527A CN114552152A CN 114552152 A CN114552152 A CN 114552152A CN 202210356527 A CN202210356527 A CN 202210356527A CN 114552152 A CN114552152 A CN 114552152A
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Abstract

本发明公开了一种多模超宽带滤波器及其设计方法，基于新型耦合结构和新型多模谐振结构组合构成的带通滤波结构，具有隔离度高，结构小型化的优点，通过具有馈电结构的多模谐振器提高多模超宽带滤波器阻带性能，再通过在带通滤波结构两侧分别级联一段低通滤波结构，使多模超宽带滤波器除了保持带通滤波结构原有通带内插入损耗小、隔离度高优点外，还能有效实现高频段寄生通带的抑制，进一步提高多模超宽带滤波器的阻带性能，拓宽滤波器的带内带外特性；本发明提供的设计方法，也考虑不连续因素，基于考虑动态权重的ASM算法改进粗糙模型得到精确模型，精准快速的设计出超宽带滤波器，为各部分紧密联系的系统后续调整工作提供可靠的基础。

Description

一种多模超宽带滤波器及其设计方法
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域，具体涉及一种多模超宽带滤波器及其设计方法。
背景技术
在射频与微波领域使用最广泛的就是微带滤波器。相比于腔体滤波器，微带滤波器具有加工简单、易于实现、低成本、与有源器件兼容性好等各项优点。由于加工工艺的提升，基板的介电常数范围越来越宽，在高频频段时的损耗也越来越小，可应用的频率范围也越来越广。因此受到了广泛的运用，并且也成为了滤波器领域里研究的热门课题之一。
微波滤波器的分类方法很多，根据通频带的不同，微波滤波器可分为低通、带通、带阻、高通滤波器；根据滤波器的插入衰减地频响特性可分为最平坦型和等波纹型；根据工作频带的宽窄可分为窄带和宽带滤波器；根据滤波器的传输线分类可分为微带滤波器、交指型滤波器、同轴滤波器、波导滤波器、小型集总参数滤波器、陶瓷介质滤波器、SIR(阶跃阻抗谐振器)滤波器等。
目前为了实现多模微带滤波器的小型化，大多使用折叠谐振器，DGS(缺陷地结构)或者多模谐振滤波器等。其中多模谐振器指的是拥有多个谐振模式的单个谐振器。多个单模谐振器组合所产生的谐振模式可以通过单个多模谐振器来实现，因此大大降低了微带滤波器的体积，使得微带滤波器具有紧凑的结构。多模滤波器还可以实现多种耦合结构，从而增加带外抑制，提高了微带滤波器的性能。多种的耦合结构与谐振结构使得多模谐振器的应用非常广泛，因此寻找出性能优良、满足设计要求的多模谐振器是微带滤波器研究的热点方向。
传统的多模超宽带滤波器具有良好的通带特性和紧凑的尺寸，但是存在上组带频率范围过窄的问题，其带外抑制性能较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：传统的多模超宽带滤波器具有良好的通带特性和紧凑的尺寸，但是存在上阻带频率范围过窄，带外抑制性能较差的问题；本发明目的在于提供一种多模超宽带滤波器，通过对多模超宽带滤波器的结构进行改进，在不明显增大滤波嚣尺寸的条件下，有效拓宽滤波器的上组带频率范围，改善其带内带外特性；另外本方明还提供了该多模超宽带滤波器的设计方法，考虑不连续因素，基于考虑动态权重的ASM算法改进粗糙模型得到精确模型，精准快速的设计出超宽带滤波器，为各部分紧密联系的系统后续调整工作提供可靠的基础。
本发明通过下述技术方案实现：
本方案提供一种多模超宽带滤波器，包括：低通滤波结构和带通滤波结构，相同的两段低通滤波结构在带通滤波结构两侧；
所述带通滤波结构包括多模谐振器和馈电结构；
所述多模谐振器包括两个关于Y轴镜面对称的微带线组；
所述微带线组包括：开路分支微带线、第一微带耦合线和第二微带耦合线；
所述第一微带耦合线和第二微带耦合线拼接成一条直线，开路分支微带线连接在第一微带耦合线和第二微带耦合线的拼接点处，且开路分支微带线与第一微带耦合线或第二微带耦合线垂直；
所述馈电结构包括设置在开路分支微带线的上下方和下方的上馈线和下馈线，上馈线和下馈线平行且等长，所述上馈线至少具有一组折线凸起。
本方案工作原理：传统的多模超宽带滤波器具有良好的通带特性和紧凑的尺寸，但是存在上阻带频率范围过窄，带外抑制性能较差的问题；本发明提供一种多模超宽带滤波器，基于新型耦合结构和新型多模谐振结构组合构成的带通滤波结构，具有隔离度高，结构小型化的优点，通过具有馈电结构的多模谐振器提高多模超宽带滤波器阻带性能，再通过在带通滤波结构两侧分别级联一段低通滤波结构，使得多模超宽带滤波器除了保持带通滤波结构原有通带内插入损耗小、隔离度高等优点外，还能够有效实现高频段寄生通带的抑制，进一步提高多模超宽带滤波器的阻带性能，拓宽滤波器的带内带外特性。
进一步优化方案为，所述低通滤波结构包括：传输线、开路端短截线和等效T型传输线；
多段开路端短截线相互平行，相邻两段开路端短截线之间通过传输线串联，至少有两段传输线替换成等效T型传输线；
所述等效T型传输线包括：第一传输线、第二传输线和开路短截线，所述开路短截线一端悬空，另一端连接在第一传输线和第二传输之间构成T型结构；所述第一传输线和与二传输线等长且等阻抗。
通过等效T型传输线替代低通滤波器中的串联传输线的方式实现了低通滤波器中嵌入带阻滤波器，对n倍频寄生通带进行抑制，扩宽了阻带带宽到n+1个倍频程以上.这种嵌入式的结构综合设计方法严谨简单、易于平面电路实现；现有技术有涉及到此类结构，但是都是在某种特例情况下，有一定的局限性；本方案用传输线传输模型推导出等效T型传输线来替代滤波器中任意串联传输线的通用等效公式，能够灵活实现对滤波器阻带上所需要的频段上出现的寄生通带进行抑制。
由于寄生通带是具有一定带宽且对寄生通带需要抑制度要求高的情况下，往往只靠一个等效T型传输线阻带滤波器是不够的，而且等效T型传输线改变了原来的谐振器之间耦合方式，会出现新的寄生通带，这也需要更多的等效T型传输线对阻带不同频率段的寄生通带进行抑制，因此以两个以上的等效T型传输线替代其它段的串联传输线用来抑制附加产生的寄生通带。
进一步优化方案为，所述上馈线和下馈线通过输入端或输出端连接，所述上馈线包括依次连接的第一传输线、第二传输线、第三传输线、第四传输线和第五传输线，所述第一传输线、第三传输线和第五传输线均与下馈线平行，第二传输线与第一传输线垂直连接，第四传输线与第三传输线垂直连接。
进一步优化方案为，所述第一微带耦合线长8.4mm-9.2mm，宽1.0mm-1.8mm；第二微带耦合线长16.8mm-18.9mm,宽0.8mm-1.5mm；开路分支微带线长12.8mm-13.7mm,宽0.8mm-1.2mm；
所述上馈线长9.0mm-10.1mm，所述上馈线和下馈线等宽，宽为0.8mm-1.2mm；所述第一传输线长2.5mm-2.9mm，第二传输线和第四传输线均长4.2mm-4.8mm，第三传输线长2.8mm-3.2mm；第五传输线长3.0mm-3.6mm；
所述第一微带耦合线距离对称轴Y轴0.2mm-0.4mm；
所述第二微带耦合线距离对称轴Y轴0.8mm-1.0mm。
两个微带线组中第一微带耦合线和第二微带耦合线进行同端连接，两个微带线组中的第一微带耦合线通过连接线A连接，连接线A宽与第一微带耦合线宽一致，第二微带耦合线通过连接线B连接，连接线B宽与第二微带耦合线宽一致；为了增加在不连续处的电磁场的连续性，连接处使用倒角处理，优化设计后得到了一个通带频段为2.0-10.5GHz，且其上阻带达19GHz的超宽带滤波器。
本方案还提供一种上述多模超宽带滤波器的设计方法，包括步骤：
S1、设计多模超宽带滤波器的电路结构，根据微带传输线理论和奇偶模电路分析法计算出带通滤波结构的传输谐振点和传输零点；
S2、分析影响带通滤波结构传输谐振点变化的特征参数及特征参数的取值范围得到多模超宽带滤波器的粗糙模型；
S3、基于考虑动态权重的ASM算法改进粗糙模型得到精确模型；
S4、输出精确模型对应的特征参数取值。
影响带通滤波结构传输谐振点变化的特征参数包括：第一微带耦合线的长和宽；第二微带耦合线的长和宽；开路分支微带线的长和宽；上馈线的长和宽；第一传输线的线长，第二传输线的线长、第四传输线的线长，第三传输线的线长和第五传输线的线长。
与窄带滤波器相比设计一个体积小，带内衰减小，带内带外性能好的超宽带滤波器仍然是困难重重，近些年来很多人致力于超宽带滤波器的综合但到目前为止还没有比较完善的理论；有利用切比雪夫函数作为原函数以一定的微波结构作为设计基础来拟合出可以实现超宽带滤波器的电路尺寸，这样的方法可以很快的得到超宽带滤波器的没计尺寸，然而基于这类方法都没有考虑不连续性的因素，设计出来的滤波器性能都有一定的偏差.对于滤波器这样的各部分紧密联系的系统后续的调整工作作占据了大部分的时间和精力。而通过改进耦合微带线的网络参数使得其更加精准的应用于超宽带系统，但这样仍然不能完美的解决不连续等问题，并且对于网络参数的改进势必耗费更多的精力，本方案通过对空间映射算法进行改进，考虑动态权重的快速空间映射算法可以很快的得到精确物理尺寸的精确模型而又避免了对超宽带网络参数的改进这一复杂的工作，也解决了不连续问题所引起的误差，比较精准和快速的完成了超宽带滤波器的设计。
进一步优化方案为，S2包括以下子步骤：
S21、获取影响带通滤波结构传输谐振点变化的特征参数的取值范围；
S22、根据等效T型传输模型计算出等效T型节的结构参数得到低通滤波结构模型；
S23、基于低通滤波结构模型对带通滤波结构的特征参数进行优化得到多模超宽带滤波器的粗糙模型。
进一步优化方案为，所述等效T型传输模型为：
Figure BDA0003583218030000041
Figure BDA0003583218030000042
其中：Z1为原传输线的特征阻抗，θ1为原传输线的电长度；
Z2为等效T型节中第一传输线的特征阻抗，θ2为等效T型节中第一传输线的电长度；
θ3为等效T型节中开路短截线的电长度。
进一步优化方案为，所述等效T型节中开路短截线的电长度
Figure BDA0003583218030000043
n为寄生通带的频率与基波频率的比。
通过等效T型传输线替代低通滤波器中的串联传输线的方式实现了低通滤波器中嵌入带阻滤波器，对n倍频寄生通带进行抑制，扩宽了阻带带宽到n+1个倍频程以上.这种嵌入式的结构综合设计方法严谨简单、易于平面电路实现；现有技术有涉及到此类结构，但是都是在某种特例情况下，有一定的局限性；本方案用传输线传输模型(等效T型传输模型)推导出等效T型传输线来替代滤波器中任意串联传输线，能够灵活实现对滤波器阻带上所需要的频段上出现的寄生通带进行抑制，达到了扩宽阻带的目的，又不影响低通滤波器的通带性能且缩小了整体体积.利用等效T型传输模型能简便的实现常见滤波器结构转换成改进滤波器结构。
进一步优化方案为，S3包括以下子步骤：T1、优化粗糙模型得到近似最优解X′；
T2、令精确模型的初始参数
Figure BDA0003583218030000051
建立向量组Bi仿真响应；
利用
Figure BDA0003583218030000052
提取出
Figure BDA0003583218030000053
其中Zj为精确模型参数到其响应的映射，Zc为粗糙模型参数到其响应的映射，并计算误差向量
Figure BDA0003583218030000054
若||b1||＜ε，ε为预设精确度；则满足要求输出解
Figure BDA0003583218030000055
否则进入T3；
T3、利用式W(t)Bi*hi＝-b1计算出hi，利用式
Figure BDA0003583218030000056
计算出
Figure BDA0003583218030000057
并求出此时精确模型响应，进入T4；W(t)表示动态权重，t为迭代次数；
T4、利用式
Figure BDA0003583218030000058
萃取出
Figure BDA0003583218030000059
进入T5；
T5、计算误差向量
Figure BDA00035832180300000510
若||bi+1||＜ε，则满足要求输出解
Figure BDA00035832180300000511
否则用式Bi+1＝Bi+Bi+1*(hi)T/(hi)Thi求出Bi+1并返回T2循环。
进一步优化方案为，所述动态权重为：
Figure BDA00035832180300000512
其中t为当前迭代次数，M为最大迭代次数，wmax＝0.8，wmin＝0.3。
ASM算法易陷入局部最优及出现早收敛的情况，对ASM算法进行改进，所谓的动态惯性是一种协调开发能力和搜索能力的有效机制，能够动态的平衡整个算法的全局优化能力与局部优化能力，从而向历史模型中学习，在优化过程还可以考虑不连续因素通过惯性权重进行自我调整自我学习，最终计算出精确模型；为了更好地平衡算法的全局搜索与局部搜索能力。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明提供的一种多模超宽带滤波器及其设计方法，基于新型耦合结构和新型多模谐振结构组合构成的带通滤波结构，具有隔离度高，结构小型化的优点，通过具有馈电结构的多模谐振器提高多模超宽带滤波器阻带性能，再通过在带通滤波结构两侧分别级联一段低通滤波结构，使得多模超宽带滤波器除了保持带通滤波结构原有通带内插入损耗小、隔离度高等优点外，还能够有效实现高频段寄生通带的抑制，进一步提高多模超宽带滤波器的阻带性能，拓宽滤波器的带内带外特性；本方明还提供了该多模超宽带滤波器的设计方法，考虑不连续因素，基于考虑动态权重的ASM算法改进粗糙模型得到精确模型，精准快速的设计出超宽带滤波器，为各部分紧密联系的系统后续调整工作提供可靠的基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为多模超宽带滤波器结构示意图；
图2为低通滤波结构示意图；
图3为带通滤波结构示意图；
图4为微带线组部分结构示意图；
图5为馈电结构示意图；
图6为等效T型传输线结构示意图；
图7为多模超宽带滤波器仿真结果图；
图8为粗糙模型带内特性示意图；
图9为粗糙模型优化为精确模型的带宽变化示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-低通滤波结构，10-传输线，11-等效T型传输线，12-开路端短截线，2-带通滤波结构，21-带通滤波结构，22-馈电结构，31-第一微带耦合线，32-第二微带耦合线，33-开路分支微带线，4-馈电结构，41-下馈线，42-第一传输线，43-第二传输线，44-第三传输线，45-第四传输线，46-第五传输线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供一种多模超宽带滤波器，如图1所示，包括：低通滤波结构1和带通滤波结构2，相同的两段低通滤波结构分别级联在带通滤波结构两侧；
如图3所示，所述带通滤波结构2包括多模谐振器21和馈电结构22；
所述多模谐振器21包括两个关于Y轴镜面对称的微带线组；
如图4所示，所述微带线组包括：开路分支微带线33、第一微带耦合线31和第二微带耦合线32；
所述第一微带耦合线31和第二微带耦合线32拼接成一条直线，开路分支微带线33连接在第一微带耦合线31和第二微带耦合线32的拼接点处，且开路分支微带线33与第一微带耦合线31或第二微带耦合线32垂直；
所述馈电结构22包括设置在开路分支微带线的上下方和下方的上馈线和下馈线41，上馈线和下馈线41平行且等长，所述上馈线至少具有一组折线凸起。
如图2所示，所述低通滤波结构1包括：传输线10、开路端短截线12和等效T型传输线11；
多段开路端短截线相互平行，相邻两段开路端短截线之间通过传输线10串联，至少有两段传输线10替换成等效T型传输线11；
如图6所示，所述等效T型传输线包括：第一传输线、第二传输线和开路短截线，所述开路短截线一端悬空，另一端连接在第一传输线和第二传输之间构成T型结构；所述第一传输线和与二传输线等长且等阻抗。
如图5所示，所述上馈线和下馈线通过输入端或输出端连接，所述上馈线包括依次连接的第一传输线42、第二传输线43、第三传输线44、第四传输线45和第五传输线46，所述第一传输线42、第三传输线44和第五传输线46与下馈线41平行，第二传输线43与第一传输线42垂直连接，第四传输线45与第三传输线44垂直连接。
所述第一微带耦合线31长8.4mm-9.2mm，宽1.0mm-1.8mm；第二微带耦合线32长16.8mm-18.9mm,宽0.8mm-1.5mm；开路分支微带线33长12.8mm-13.7mm,宽0.8mm-1.2mm；
所述上馈线长9.0mm-10.1mm，所述上馈线和下馈线等宽，宽为0.8mm-1.2mm；所述第一传输线42长2.5mm-2.9mm，第二传输线43和第四传输线45均长4.2mm-4.8mm，第三传输线44长2.8mm-3.2mm；第五传输线46长3.0mm-3.6mm；
所述第一微带耦合线31距离对称轴Y轴0.2mm-0.4mm；
所述第二微带耦合线32距离对称轴Y轴0.8mm-1.0mm。
如图7所示，滤波器3dB带宽在2-10.5GHz之间.通带内最小插损为0.1dB，最大插损为ldB。通带内群时延在0.24-0.71ns之间变化.最大变化量在O.37ns左右。与此同时该滤波器的带外谐波抑制特性明显较高，回波损耗上阻带从除16GHz点附近接近-13dB外,在11-18.5GHz之间均保持有16dB的回波抑制；表明本实施例设计的超宽带滤波器在保持带内特性同时.有效地提升滤波器的上阻带特性。
实施例2
本实施例提供一种应用于上一实施例所述多模超宽带滤波器的设计方法，包括步骤：
S1、设计多模超宽带滤波器的电路结构，根据微带传输线理论和奇偶模电路分析法计算出带通滤波结构的传输谐振点和传输零点；
S2、分析影响带通滤波结构传输谐振点变化的特征参数及特征参数的取值范围得到多模超宽带滤波器的粗糙模型；
S3、基于考虑动态权重的ASM算法改进粗糙模型得到精确模型；
S4、输出精确模型对应的特征参数取值。
S2包括以下子步骤：
S21、获取影响带通滤波结构传输谐振点变化的特征参数的取值范围；
S22、根据等效T型传输模型计算出等效T型节的结构参数得到低通滤波结构模型；
S23、基于低通滤波结构模型对带通滤波结构的特征参数进行优化得到多模超宽带滤波器的粗糙模型。
如图6所示，所述等效T型传输模型为：
Figure BDA0003583218030000081
Figure BDA0003583218030000082
其中：Z1为原传输线的特征阻抗，θ1为原传输线的电长度；
Z2为等效T型节中第一传输线的特征阻抗，θ2为等效T型节中第一传输线的电长度；
θ3为等效T型节中开路短截线的电长度。
所述等效T型节中开路短截线的电长度
Figure BDA0003583218030000083
n为寄生通带的频率与基波频率的比。
S3包括以下子步骤：
T1、优化粗糙模型得到近似最优解X′；
T2、令精确模型的初始参数
Figure BDA0003583218030000084
建立向量组Bi仿真响应；
利用
Figure BDA0003583218030000085
提取出
Figure BDA0003583218030000086
其中Zj为精确模型参数到其响应的映射，Zc为粗糙模型参数到其响应的映射，并计算误差向量
Figure BDA0003583218030000087
若||b1||＜ε，ε为预设精确度；则满足要求输出解
Figure BDA0003583218030000088
否则进入T3；
T3、利用式W(t)Bi*hi＝-b1计算出hi，利用式
Figure BDA0003583218030000089
计算出
Figure BDA00035832180300000810
并求出此时精确模型响应，进入T4；W(t)表示动态权重，t为迭代次数；
T4、利用式
Figure BDA00035832180300000811
萃取出
Figure BDA00035832180300000812
进入T5；
T5、计算误差向量
Figure BDA00035832180300000813
若||bi+1||＜ε，则满足要求输出解
Figure BDA00035832180300000814
否则用式Bi+1＝Bi+Bi+1*(hi)T/(hi)Thi求出Bi+1并返回T2循环。
所述动态权重为
Figure BDA0003583218030000091
其中t为当前迭代次数，M为最大迭代次数，wmax＝0.8，wmin＝0.3。
基于考虑动态权重的ASM算法优化粗糙模型后带内特性如图8所示，从图8中我们可以看到粗糙模型已经具有不错的带内特性，不足的是带宽是在3.04GHz-10.5GHz，
对粗糙模型优化后得到精确模型，带宽变化示意图如图9所示，从图9中我们可以清楚的看到每一步所以引起的带宽的变化，在算法运行四次后带宽为3.09GH-10.6GHz这里我们认为已经达到比较满意的性能，算法结束。本实施例利用ASM设计了超宽带滤波器，它可以很快的得到物理尺寸的精确模型而又避免了对超宽带网络参数的改进这个复杂的工作，也解决了不连续问题所引起的误差，比较精准和快速的完成了超宽带滤波器的设计。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多模超宽带滤波器，其特征在于，包括：低通滤波结构(1)和带通滤波结构(2)，相同的两段低通滤波结构分别级联在带通滤波结构两侧；
所述带通滤波结构(2)包括多模谐振器(21)和馈电结构(22)；
所述多模谐振器(21)包括两个关于Y轴镜面对称的微带线组；
所述微带线组包括：开路分支微带线(33)、第一微带耦合线(31)和第二微带耦合线(32)，
所述第一微带耦合线(31)和第二微带耦合线(32)拼接成一条直线，开路分支微带线(33)连接在第一微带耦合线(31)和第二微带耦合线(32)的拼接点处，且开路分支微带线(33)与第一微带耦合线(31)或第二微带耦合线(32)垂直；
所述馈电结构(22)包括设置在开路分支微带线的上下方和下方的上馈线和下馈线(41)，上馈线和下馈线(41)平行且等长，所述上馈线至少具有一组折线凸起。
2.根据权利要求1所述的一种多模超宽带滤波器，其特征在于，所述低通滤波结构(1)包括：传输线(10)、开路端短截线(12)和等效T型传输线(11)；
多段开路端短截线相互平行，相邻两段开路端短截线之间通过传输线(10)串联，至少有两段传输线(10)替换成等效T型传输线(11)；
所述等效T型传输线包括：第一传输线、第二传输线和开路短截线，所述开路短截线一端悬空，另一端连接在第一传输线和第二传输之间构成T型结构；所述第一传输线和与二传输线等长且等阻抗。
3.根据权利要求2所述的一种多模超宽带滤波器，其特征在于，所述上馈线和下馈线通过输入端或输出端连接，所述上馈线包括依次连接的第一传输线(42)、第二传输线(43)、第三传输线(44)、第四传输线(45)和第五传输线(46)，所述第一传输线(42)、第三传输线(44)和第五传输线(46)与下馈线(41)平行，第二传输线(43)与第一传输线垂直连接，第四传输线与第三传输线垂直连接。
4.根据权利要求3所述的一种多模超宽带滤波器，其特征在于，所述第一微带耦合线(31)长8.4mm-9.2mm，宽1.0mm-1.8mm；第二微带耦合线(32)长16.8mm-18.9mm,宽0.8mm-1.5mm；开路分支微带线(33)长12.8mm-13.7mm,宽0.8mm-1.2mm；
所述上馈线长9.0mm-10.1mm，所述上馈线和下馈线等宽，宽为0.8mm-1.2mm；所述第一传输线(42)长2.5mm-2.9mm，第二传输线(43)和第四传输线(45)均长4.2mm-4.8mm，第三传输线(44)长2.8mm-3.2mm；第五传输线(46)长3.0mm-3.6mm；
所述第一微带耦合线(31)距离对称轴Y轴0.2mm-0.4mm；
所述第二微带耦合线(32)距离对称轴Y轴0.8mm-1.0mm。
5.一种如权利要求3或4所述多模超宽带滤波器的设计方法，其特征在于，包括步骤：
S1、设计多模超宽带滤波器的电路结构，根据微带传输线理论和奇偶模电路分析法计算出带通滤波结构的传输谐振点和传输零点；
S2、分析影响带通滤波结构传输谐振点变化的特征参数及特征参数的取值范围得到多模超宽带滤波器的粗糙模型；
S3、基于考虑动态权重的ASM算法改进粗糙模型得到精确模型；
S4、输出精确模型对应的特征参数取值。
6.根据权利要求5所述的多模超宽带滤波器的设计方法，其特征在于，S2包括以下子步骤：
S21、获取影响带通滤波结构传输谐振点变化的特征参数的取值范围；
S22、根据等效T型传输模型计算出等效T型节的结构参数得到低通滤波结构模型；
S23、基于低通滤波结构模型对带通滤波结构的特征参数进行优化得到多模超宽带滤波器的粗糙模型。
7.根据权利要求6所述的多模超宽带滤波器的设计方法，其特征在于，所述等效T型传输模型为：
Figure FDA0003583218020000021
Figure FDA0003583218020000022
其中：Z1为原传输线的特征阻抗，θ1为原传输线的电长度；
Z2为等效T型节中第一传输线的特征阻抗，θ2为等效T型节中第一传输线的电长度；
θ3为等效T型节中开路短截线的电长度。
8.根据权利要求7所述的多模超宽带滤波器的设计方法，其特征在于，所述等效T型节中开路短截线的电长度
Figure FDA0003583218020000023
n为寄生通带的频率与基波频率的比。
9.根据权利要求5所述的多模超宽带滤波器的设计方法，其特征在于，S3包括以下子步骤：T1、优化粗糙模型得到近似最优解X′；
T2、令精确模型的初始参数
Figure FDA0003583218020000024
建立向量组Bi仿真响应；
利用
Figure FDA0003583218020000025
提取出
Figure FDA0003583218020000026
其中Zj为精确模型参数到其响应的映射，Zc为粗糙模型参数到其响应的映射，并计算误差向量
Figure FDA0003583218020000027
若||b1||＜ε，ε为预设精确度；则满足要求输出解
Figure FDA0003583218020000028
否则进入T3；
T3、利用式W(t)Bi*hi＝-b1计算出hi，利用式
Figure FDA0003583218020000031
计算出
Figure FDA0003583218020000032
并求出此时精确模型响应，进入T4；W(t)表示动态权重，t为迭代次数；
T4、利用式
Figure FDA0003583218020000033
萃取出
Figure FDA0003583218020000034
进入T5；
T5、计算误差向量
Figure FDA0003583218020000035
若||bi+1||＜ε，则满足要求输出解
Figure FDA0003583218020000036
否则用式Bi +1＝Bi+Bi+1*(hi)T/(hi)Thi求出Bi+1并返回T2循环。
10.根据权利要求6所述的多模超宽带滤波器的设计方法，其特征在于，所述动态权重
Figure FDA0003583218020000037
其中t为当前迭代次数，M为最大迭代次数，wmax＝0.8，wmin＝0.3。
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