基于微带不连续结构的双通带超宽带滤波器设计与研究

摘要

在现代的科技生活中,随着无线通信系统的蓬勃发展,用户数量急剧增加,无线通信在人与人之间的沟通上扮演着相当重要的角色。随着日新月异的通信技术发展,无线电频谱资源已经开始枯竭,限制了无线通信技术的发展。如何解决通信需求增加和频谱资源枯竭的矛盾,成为了无线通信领域迫切需要解决课题之一。在这样背景下,超宽带理论与技术被提出并得到广泛和深入的研究。
　　 超宽带滤波器作为超宽带无线通信系统中重要部件之一,得到了广泛的应用,并越来越受到重视。同时由于超宽带通信占有频段太宽(3.1GHz到10.6GHz)。在这个频段内已经存在一些常规的通信,例如:如用于卫星通信的C波段和X波段,无线局域网(WLAN)和宽带互通微波接入(WiMAX)。同时由于超宽带通信占有频段太宽(3.1GHz到10.6GHz)。在这个频段内已经存在一些常规的通信,例如:如用于卫星通信的C波段和X波段,无线局域网(WLAN)和宽带互通微波接入(WiMAX)。如何解决同频干扰成为UWB研究重要内容,而带刻痕的超宽带滤波器成为了关键。UWB滤波器多通带化的传统设计方法是多个滤波器的级联,增加了系统体积和设计成本,同时易造成部件之间的失配,降低系统的效率。近年来出现了一些新设计思路,如缺陷地结构、过孔结构或者多层LTCC结构,虽有一定技术进步,但是在系统大规模集成、阻带任意可调等关键技术要素方面有所欠缺。本文针对超宽带滤波器难以实现可调刻痕阻带设计的问题,提出了多种基于不连续微带线的双通带滤波器设计方法。
　　 首先,对使用CPW和微带复合谐振腔的超宽带滤波器进行分析,并使用准低通的处理手段对其进行优化设计,得到一个性能较为优异的双通带设计原型;使用微带不连续结构来实现双通带,得到刻痕范围为5GHz到8GHz的滤波器。
　　 其次,选用基于MMR结构滤波器原型进行深入的设计。对滤波器进行简化处理,对所采用的开路存根结构进行奇偶模分析,得到存根结构的谐振条件,据此设计的滤波器刻痕设计范围扩大为3.5GHz到9GHz。
　　 最后,使用SIR来代替UIR,使得微带的杂散频率得到控制,进而提出了一种基于SIR存根结构滤波器,使得刻痕设计范围进一步扩大为3.5GHz到10GHz。
　　 本文使用微带不连续结构,很好的完成双通带滤波器的设计任务,所设计出的滤波器性能完全满足设计指标和实际工程需要,具有较广泛的应用空间。