悬置带状线实现超宽带滤波器的设计

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。繇一日期咖p7年罗肿关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或

2、部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：犁言篓麓二麓日期：伽DL7年>月M日2第一章绪论第一章绪论1．1课题背景，研究目的及意义近些年，超宽带技术蓬勃发展。作为超宽带系统中重要的无源器件之一，超宽带滤波器引起了越来越多的重视和研究。所谓超宽带，根据FCC的定义，是指信号的．10dB相对带宽超过中心频率的20％或．10dB绝对带宽超过500MHztll。即：丽f．-L>20％(1-1)2(厶+无)7或厶一五≥500MHz(1—2)根据FCC定义，超宽带滤

3、波器的通带带宽是3．1GHz到10．6GHz，以6．85GHZ为中心频率百分比带宽为llO％，或者说倍频程为3．4。在当今军事通信和民用通信中，高性能宽带通用接收机受到广泛应用并具有深远的社会意义和巨大的经济价值。在军用上，通用接收机可以用作频率监测，敌台信号监听和检测，可用于敌我识别系统中。在现代战争中，国内外已广泛使用高性能，高集成度的宽频带通用接收机【11。在民用上，可广泛应用在民用航空、航天、海事通信、科考勘查等方面。本项目的社会意义十分重大的，此类高线性大动态范围宽带接收机具有巨大的潜在市场和经济价值。现代通用接收机在设计和实现上

4、越来越趋向高性能、高集成度方向发展。在性能上，现代通用接收机主要是向高线性、大动态范围、高灵敏度、高分辨率等方面发展。随着现代调制体制的快速发展，且无线频谱的拥挤程度日益加剧，对接收机的线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力、适应性等方面的性能和指标提出了越来越苛刻的要求。这就要求现代通用接收机在保证信号检测能力(即极高的灵敏度的前提下：尽可能的提高接收机的线性度，使信号失真最小、误码率最低：尽可能的展宽接收机的动态范围，使接收机的适应度更大、抗干扰能力更强12】。滤波器在雷达、通信及多频率工作系统，如参数放大器、微波固体倍频器、微波固体混频

5、器中都有着极为广泛的应用。现代微波通信系统，尤其是卫星通信和移动通信系统，都要求高性能、低损耗的滤波器，并且希望滤波器具有更小的电子科技大学硕士学位论文体积、更轻的重量及更低的价格。近年来，研究发现的一些新材料和新工艺，例如高温超导技术、低温制陶术、微波集成技术、微波电磁系统和微显机械加工技术等，大大加速了新型微波滤波器的研究进程。此外，计算机辅助设计软件，如全波电磁模拟软件的应用也使得滤波器的设计发生了巨大的变化，设计出了许多新型高性能滤波器。超宽带滤波器从超宽带系统的要求来说要具有超宽的通带，与普通滤波器一样要有较低的插入损耗，同时还要

6、有好的群时延特性。超宽带滤波器作为超宽带通信系统的重要组成部分之一，不仅能抑制带外干扰，提高接收机灵敏度，也是目前最容易实现的脉冲超宽带系统信号频谱成型方法之一【5】。1．2超宽带滤波器的研究历史及现状目前超宽带滤波器的研究和设计有很多，但就其本质来说，主要集中在两种结构上：双层耦合悬置线和微带线。这两种结构各有其利掣3l。微带线结构简单，便于分析，目前已有多种成熟的微带线结构应用于超宽带滤波器的设计，如通过非周期结构产生传输零点，通过级联实现超宽带滤波，这种结构虽然有较陡峭的过渡带，但由于传输零点的个数有限，只能在通带外实现较窄的阻带，带

7、外抑制不够好；另外的方法各有其优缺点，在此不过多详述。悬置线结构具有结构紧凑的优点，设计方法主要有：直接将悬置线等效为集总元件，通过LC滤波器设计方法实现超宽带滤波器；用悬置线实现多模谐振器，通过多模谐振实现超宽带滤波等。悬置线是一种双层耦合结构，这种结构比较复杂，难以精确建模分析，设计不方便，并且多层结构对加工精度要求较高141。不论是微带线还是带状线结构，传统的窄带滤波器大都利用集总元件的低通原型滤波器来设计，虽然设计方法简单和全面，但是由于将滤波器参数都确定在中心频率上，并且频率变换过程进行了一些窄带近似，因而设计所用的公式仅适合于精

8、确设计窄带或者中等带宽的滤波器，而如果直接用这些窄带滤波器的设计公式来设计宽带滤波器将会造成很大的误差。传统宽带滤波器的设计侧重于对原有的窄带滤波器的设计理论的修正，将滤波器的各