1-1 研究動機與目標
在現代生活中，無線通訊跟人們每天生活息息相關，因此無線通
訊在今日扮演著重要的角色，也造就無線通訊技術的蓬勃發展。而如 何讓通訊系統的元件在效能及尺寸上能更加進步也成為重要的課題。
在微波通訊系統中，微波濾波器屬於接收端的基本元件。其中印刷電 路技術[1]，由於其擁有較小的尺寸與較低的製造成本，因此廣泛的應 用在平面濾波器上。由於雙頻濾波器在多頻帶通訊系統中為一重要的 元件。因此近年來，有許多關於平面濾波器的研究文獻[2]-[14]。在文 獻[3]-[11]中，其利用步階式阻抗所構成的共振器，可以用來控制第二 個頻帶的位置，因而可用此方法來設計出雙頻濾波器。在文獻[2]中提 到的雙頻濾波器，也可以直接利用兩濾波器組成來實現兩個頻帶。在 文獻[3]和[4]中所提到之架構，由於需要兩段額外的阻抗轉換傳輸線在 濾波器的輸入與輸出端，因而將增加些許電路面積。在文獻[5]中所提 出，其交叉耦合雙頻濾波器使用步階式阻抗共振器結構來設計，在尺 寸上有著小巧的結構而在頻帶上也能有著較好的選擇性。在[6]文中，
濾波器使用步階式阻抗共振器結構，並利用額外加入的耦合共振器，
頻帶部份與低頻帶部份的外部品質因素Q(external quality factor)是同時 固定的，因此在第二個頻帶的相對頻寬在設計上也顯得較無彈性。在 [12]-[14]文中，使用嵌入式結構來設計雙頻濾波器，將高頻共振器嵌入 到低頻共振器，因此能有較小的電路尺寸，然而在高頻帶的外部品質 因素設計上將受到限制，而較無法自由的來設計。在前面所提到之文 獻[5]-[6]與[12]-[14]由於其饋入點位置之關係，濾波器的兩個頻帶，在 外部品質因素設計上容易受到限制，都無法較自由的來設計，在目前 的文獻上，也還沒有文獻提出能夠以簡單的流程來設計雙頻濾波器，
使其兩個頻帶的外部品質因素皆能分開且獨立設計的方法。
本文提出利用國科會計畫[15]所提出之分支線共振器結構加以延 伸，組成雙頻濾波器。本分支線共振器由一個開路截線、高頻共振器 與四分之一波長傳輸線所構成，而此架構能夠使高頻帶與低頻帶濾波 器之外部品質因素分開來設計。主要應用之概念類似文獻三工器[16]
所提出的匹配電路(Matching Circuit) ，其匹配電路架構利用二分之ㄧ 波長(λ/2)步階式阻抗共振器來提供所需要的短路電路，來完成濾波器 所需要的匹配電路。最後再加上額外的共振器來作耦合，如同文獻[6]
所提到，雙頻濾波器將可以依此方法來實現。
最後本文將對上述之設計概念應用在三階柴比雪夫(Chebyshev)雙 頻濾波器與四階類橢圓(Quasi-Elliptic)雙頻濾波器並做謹慎之驗證。
1-2 章節概要
本論文分為總共分為四章。第一章介紹本論文所研究的雙頻微波 濾波器之發展與現況。第二章介紹常見微帶線種類與耦合共振器基本 架構與原理。第三章則介紹本論文所提出之新架構原理，利用分支線 共振器概念來實現雙頻濾波器，並將此設計概念應用在三階柴比雪夫 (Chebyshev)雙頻濾波器與四階類橢圓(Quasi-Elliptic)雙頻濾波器，作詳 細的敘述與審慎的驗證。第四章為結論與未來展望。