论文部分内容阅读
超宽带(Ulter-wide Band,UWB)滤波器作为超宽带系统最重要的部件之一,其性能的优劣决定着UWB系统的性能。目前,在超宽带频带内存在一些已经被占用的频段,这些频段的信号与超宽带系统会产生频谱交叠,从而对UWB系统存在一定的干扰,而具有陷波特性的UWB滤波器对这样的干扰有着很好的抑制作用,因此具有陷波特性的UWB滤波器成为了广大学者和科研机构的研究目标之一,其中拥有高性能、结构紧凑、陷波灵活且制作低成本的滤波器是主要的追求目标。目前有多种实现陷波的方法,如:在谐振器上内嵌固定长度的开路枝节(如马刺线);在谐振器上加载陷波结构;金属地面上刻蚀缝隙;馈线上附加开路枝节,实现不对称的输入输出结构;通过谐振器本身的谐振特性产生等。本文以上述方法为基础,研究设计了四款具有陷波特性的UWB滤波器。具体工作如下:(1)设计了基于互补开口环形谐振器的单陷波UWB带通滤波器。首先设计了一款基于阶梯阻抗谐振器(Stepped Impedance Resonator,SIR)的UWB带通滤波器,它具有结构简单、通带效果良好的优点。其次在SIR结构正下方的金属地面上刻蚀一个CSRR结构,通过与上表面SIR结构相耦合,实现8GHz频段处陷波,陷波的频率可通过改变CSRR结构的尺寸进行调节,灵活地满足设计指标的要求。最后通过电磁仿真与优化,得到了一款结构紧凑、陷波灵活的单陷波UWB滤波器。(2)设计了基于不对称输入输出结构的单陷波UWB滤波器。首先设计了一款基于SIR结构的UWB滤波器。其次为了抑制通带内特定的通信频段,在馈线上加载开路枝节,实现不对称的输入输出结构,实现8GHz频段处陷波,并研究了陷波频率的可调性。接着通过在谐振器上刻蚀马刺线,在高频处引入传输零点;通过刻蚀L型缝隙,抑制了阻带内的杂波频率点,实现了超宽阻带特性。最终通过电磁仿真软件进行仿真与优化,得到了一款结构紧凑、性能优良、超宽阻带的单陷波UWB滤波器。(3)设计了两款多陷波UWB带通滤波器。首先设计了一款基于枝节加载SIR结构的UWB滤波器,其结构紧凑、通带选择性良好。其次为了抑制通带内的干扰信号,引入了两种不同的陷波结构,即折叠T型谐振器及折叠U型谐振器,分别在8GHz与5.8GHz处形成陷波,从而设计出一款双陷波UWB滤波器。最后在双陷波UWB滤波器的基础上引入第三个陷波结构,即工字型谐振器,其在6.8GHz处形成陷波,通过电磁仿真软件进行仿真优化,实现了一款三陷波UWB滤波器,三个陷波独立调节、互不影响。