具有陷波特性的超寬帶濾波器的設(shè)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(shù)就因為它的數(shù)據(jù)傳輸速率很高、損耗很低、靈活性和機動性較好，得到了相關(guān)領(lǐng)域的大量關(guān)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(chǎn)生重大的影響。本文是基于階梯阻抗諧振器結(jié)構(gòu)和交指型結(jié)構(gòu)設(shè)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(chǎn)生超寬帶的結(jié)構(gòu)是由階梯阻抗加載四分之一波長的短路枝節(jié)構(gòu)成的。
　

2、　由于超寬帶中存在無線局域網(wǎng)WLAN、Wimax和衛(wèi)星通行等已經(jīng)被使用的頻段，因而需要設(shè)計具有多陷波特性的超寬帶濾波器。文中產(chǎn)生陷波的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中加載耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)單一陷波功能，在超寬帶結(jié)構(gòu)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(nèi)容為：
　　1.設(shè)計了一個在交指型濾波器結(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)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(diào)整耦合縫隙的寬度、耦合微帶線的長度以及諧振器內(nèi)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加載折疊的四分之一波長開路枝節(jié)產(chǎn)生單個陷波，通過調(diào)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(wǎng)WLAN處產(chǎn)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(nèi)波紋特

4、性，邊帶特性較好，其加載的耦合結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的陷波能有效阻斷WLAN頻段的傳輸。
　　2.設(shè)計了產(chǎn)生雙陷波的嵌入雙短路枝節(jié)結(jié)構(gòu)。設(shè)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(chǎn)生阻帶的結(jié)構(gòu)，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(chǎn)生本章濾波器陷波的結(jié)構(gòu)。通過調(diào)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(diào)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(jié)果較為吻合，均獲得較好的插入損耗與回波損耗。
　　3.設(shè)計了產(chǎn)生三陷波的嵌入三短路枝節(jié)結(jié)構(gòu)。將優(yōu)化過的四短路枝節(jié)結(jié)構(gòu)作為基本的超寬帶帶通濾波器。在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上嵌入四分之一波長的開路枝節(jié)，將三個開路枝節(jié)設(shè)計成交叉耦合形式，有效增加了耦合強度。通過調(diào)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(yīng)頻率的陷波。最后通過對設(shè)計的濾波器進行加工和測試，它的帶內(nèi)外特性均獲得較為理想的結(jié)果，與仿真結(jié)果較