微带超宽带带通滤波器的研究与设计

摘要

自2002年美国联邦通信委员会（FCC）发布将3.1GHz-10.6GHz频段作为商用以来，超宽带无线通信就开始受到比较广泛的关注，得到迅速的发展，并且凭借其具有空间容量大，传输速率快，功耗高，处理增益高，安全性能好，穿透能力强，多径分辨能力强等优点成为发展潜力巨大的一种新型通讯技术。而滤波器作为微波系统中的重要组成部分，可用于接收机前端防止接收机受到频带以外信号的干扰，或用来限定大功率发射机在规定频带内的辐射，其性能往往影响到整个系统的质量。
　　本文主要在对国内外超宽带系统关键之一的超宽带滤波器进行研究和分析之后，提出了具有高选择性，宽阻带抑制和结构紧凑等特性的几种高性能超宽带滤波器的设计。本文具体内容如下：
　　首先从研究现状出发，研究已有超宽带带通滤波器的结构，分析其基本原理和滤波特性，从而比较各种结构的优缺点，为本论文超宽带带通滤波器的设计提供思路。再提出滤波器设计的基本理论，尤其是给出了单独电抗元件和谐振回路在微带电路中的实现，为后面滤波器的设计打下了理论基础。
　　然后根据上面的分析结果设计出三款不同的超宽带带通滤波器。第一款采用宽阻带低通滤波器和小型化高通滤波器串联的方式实现，其中低通滤波器采用单边三角形和梯形阶梯阻抗枝节交替加载的形式，然后再结合缺陷地结构（DGS）的运用，得到截止频率为10.6GHz的阻带抑制远达27GHz的宽阻带特性。高通滤波器则采用最优分布结构，由于结构很大，不够紧凑，所以将其弯曲折叠，得到截止频率为3.1GHz。该结构的特点是带内特性好，阻带抑制特别远，缺点是结构大，不符合小型化要求。第二款则采用多扇形枝节阶梯阻抗中心加载构成的三模谐振器的结构实现。该结构的特点是结构紧凑，体积小，通带内特性好，不足之处是阻带抑制不够远。第三款则采用悬置带线双面耦合的形式实现，加上交叉耦合弯曲枝节的运用，得到了带内特性好，体积小，阻带抑制相对较宽的超宽带带通滤波器。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 超宽带滤波器的研究现状

1.3 本论文研究内容安排及相关成果

第二章 微波滤波器设计基础

2.1 引言

2.2 微波滤波器主要技术参数

2.3 低通滤波器原型

第三章 基于滤波器级联的超宽带带通滤波器

3.1 引言

3.2 宽阻带低通滤波器的设计

3.3 最优分布高通滤波器的设计

3.4 小型化变形高通滤波器

3.5 基于低通和高通串联的超宽带带通滤波器

第四章 基于扇形阶梯阻抗枝节加载多模谐振器的超宽带滤波器

4.1 引言

4.2 多模谐振器基本原理

4.3 基于扇形阶梯阻抗枝节加载的超宽带带通滤波器

第五章 基于悬置带线的超宽带带通滤波器

5.1 引言

5.2 悬置带线简介

5.3 悬置带线关于超宽带带通滤波器的微波实现

第六章 总结与展望

6.1 本文工作总结

6.2 以后工作展望

致谢

参考文献