具有陷波特性的超宽带带通滤波器的研究

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随着无线通信技术的不断发展,人们对通信系统的要求越来越高,而超宽带(Ultra-Wideband:UWB)技术以其低成本、低功耗、安全性好、数据传输速率高等优点成为目前国内外通信领域的一个研究热点。作为该技术关键射频元器件之一的超宽带滤波器也得到了越来越多的重视。美国联邦通信委员会(FCC)将3.1GHz-10.6GHz分配给超宽带无线通信,在这7.5GHz频带内实际上还存在着多个窄带无线通信系统,因此抑制它们相互之间的干扰就成为一个重要的课题。具有多陷波特性的超宽带带通滤波器是抑制这种干扰的有效手段之一。   基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide:SIW)是近十年来出现的一种具有损耗小、辐射低、Q值高等优点的导波结构。SIW具有与传统介质填充金属矩形波导相似的传播特性,但可以有效地实现与其它平面电路的共面集成。半模基片集成波导(Half Mode Substrate Integrated Waveguide:HMSIW)相对SIW可以减小约50%的尺寸,集成度更高。折叠基片集成波导(Folded Substrate IntegratedWaveguide:FSIW)在平面尺寸上也有减小一半的优势,而且基本保持基片集成波导的传输特性。   本文主要基于基片集成类导波结构研究具有多陷波特性的超宽带带通滤波器,提出了两种UWB带通滤波器的实现方法,利用U型槽、L型槽实现陷波特性。本文的主要工作如下:   1.利用SIW的高通特性和阶梯阻抗(Step Impedance:SI)滤波器的低通特性设计了3.1GHz-10.6GHz的UWB带通滤波器,并在此滤波器的微带,基片集成波导(MS-SlW)过度带上刻馊U型槽,以在5.8GHz处产生陷波特性,实测结果与仿真结果吻合。   2.利用HMSIW的高通特性和SI的低通特性设计了3.1GHz-10.6GHz的UWB带通滤波器,并在此滤波器的MS-HMSIW过度带上刻蚀L型槽,以在5.8GHz处产生陷波特性,实测结果与仿真结果吻合。尺寸上比SIW-SI滤波器减小约30%。   3.利用FSIW的高通特性和共面波导周期结构(Coplanar Waveguide-periodic Structure:CPW-PS)的带阻特性设计了具有良好上下边带衰减特性的多陷波UWB带通滤波器,分别设计和实现了1陷波、2陷波、3陷波、4陷波等UWB陷波带通滤波器。
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