具有陷波特性的超寬帶濾波器的設計與研制.pdf

1、在美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)于2002年2月發(fā)布了超寬帶這一頻段的通訊標準之后，超寬帶無線通信技術就因為它的數據傳輸速率很高、損耗很低、靈活性和機動性較好，得到了相關領域的大量關注。超寬帶濾波器身為該系統(tǒng)中一個非常重要的元件，將對系統(tǒng)的性能產生重大的影響。本文是基于階梯阻抗諧振器結構和交指型結構設計的成本低、尺寸較小和性能較好的具有陷波特性的超寬帶帶通濾波器，其中產生超寬帶的結構是由階梯阻抗加載四分之一波長的短路枝節(jié)構成的。
　

2、　由于超寬帶中存在無線局域網WLAN、Wimax和衛(wèi)星通行等已經被使用的頻段，因而需要設計具有多陷波特性的超寬帶濾波器。文中產生陷波的結構是通過加載耦合諧振器和加載嵌入短截線實現(xiàn)的。本文通過在交指結構中加載耦合結構實現(xiàn)單一陷波功能，在超寬帶結構中通過嵌入短路枝節(jié)實現(xiàn)雙陷波甚至三陷波。
　　本文的主要工作內容為：
　　1.設計了一個在交指型濾波器結構外加載一折疊的開路枝節(jié)的具有單陷波能力的超寬帶濾波器?；谖⒉ňW絡理論與多模諧

3、振器理論，分析諧振器的傳輸零點與諧振特性，使用ADS計算出耦合部分的微帶線長度為四分之一波長，諧振器的長度為二分之一波長。通過調整耦合縫隙的寬度、耦合微帶線的長度以及諧振器內所開之槽的幾何尺寸得到滿足要求的超寬帶帶通濾波器，在這交指型超寬帶通帶結構基礎上加載折疊的四分之一波長開路枝節(jié)產生單個陷波，通過調節(jié)該開路枝節(jié)的幾何尺寸以及與交指型濾波器的縫隙寬度，在無線局域網WLAN處產生陷波。通過實際加工和測試，該濾波器具有符合要求的帶內波紋特

4、性，邊帶特性較好，其加載的耦合結構產生的陷波能有效阻斷WLAN頻段的傳輸。
　　2.設計了產生雙陷波的嵌入雙短路枝節(jié)結構。設計了四短路枝節(jié)超寬帶帶通濾波器，分析了幾個常用的產生阻帶的結構，對比了它們的不同點。最后選擇了陷波特性良好的嵌入式開路枝節(jié)作為產生本章濾波器陷波的結構。通過調節(jié)嵌入的開路枝節(jié)與超寬帶帶通濾波器之間的縫隙寬度和嵌入的開路枝節(jié)自身的物理尺寸，將諧振頻率調整到所需求的陷波頻點位置。實現(xiàn)了具有雙陷波特性的超寬帶濾波器

5、。濾波器仿真與加工測得的結果較為吻合，均獲得較好的插入損耗與回波損耗。
　　3.設計了產生三陷波的嵌入三短路枝節(jié)結構。將優(yōu)化過的四短路枝節(jié)結構作為基本的超寬帶帶通濾波器。在此結構基礎上嵌入四分之一波長的開路枝節(jié)，將三個開路枝節(jié)設計成交叉耦合形式，有效增加了耦合強度。通過調節(jié)枝節(jié)與超寬帶帶通濾波器之間的縫隙寬度和枝節(jié)本身的長度來實現(xiàn)相應頻率的陷波。最后通過對設計的濾波器進行加工和測試，它的帶內外特性均獲得較為理想的結果，與仿真結果較