基于多模谐振器的超宽带带通滤波器的研究与设计

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1、学校代码：10663学号：42015010200801贵州师范大学硕士学位论文基于多模谐振器的超宽带带通滤波器的研究与设计ResearchandDesignofUltra-WidebandBandpassFilterBasedonMutipleModeResonator专业名称：计算机科学与技术专业代码：081200研究方向：无线传感网络与应用申请人姓名：刘凯正导师姓名(职称)：胡圣波（教授）二〇一八年四月十九日摘要滤波器作为通信系统的选频器件，可保障信号的有效传输。不同的通信系统需要特定的滤波器支撑，如手机通信系统需要窄带滤波器以获取高精

2、度的信号频段。另一方面，无论何种通信系统，滤波器的存在均会对信息传输速率有所影响。为有效提升信号传输速率，超宽带滤波器应运而生。本文以多模谐振器为核心结构，结合缺陷地结构，级联法等综合方法，设计了多款结构新颖的超宽带滤波器。本文的主要研究内容为：1.介绍超宽带滤波器背景及意义，同时总结实现超宽带滤波器的主要方法，包括多模谐振器法，共面波导法，级联法等。2.介绍滤波器相关的理论基础，包括超宽带滤波器主要性能参数，低通原型到几种不同滤波器的转化过程及奇偶模分析理论基础等。3.设计了两款基于三阶双模谐振器的三模超宽带滤波器，第一款滤波器应用三阶阶

3、梯阻抗谐振器，谐振器终端分别采用短路及开路结构，主要不足为带宽较窄。第二款滤波器为在其结构上的改进，即分别将开路及短路枝节加载在横向阶梯阻抗线上，并引入矩形缺陷地结构以提升滤波器整体耦合。两款滤波器均具有准椭圆函数特性，同时通带边缘陡峭程度均较明显。4.基于环形谐振器设计了两款小型化超宽带滤波器，第一款滤波器应用λ/2阶梯阻抗谐振器的变形结构，通过引入短路微扰，使得谐振器的单模特性变为三模特性。第二款滤波器同样在环形谐振器基础上，通过引入对称的开路、短路微扰结构，增加了带内谐振模式。I两款滤波器基本满足带宽要求，同时阻带抑制性能较好。5.应

4、用级联带通、低通滤波器的方法设计了三款高性能超宽带滤波器,其中带通部分均由I/O馈线加载短路传输线构成，而低通部分由I/O馈线与不同谐振器结构，采用零度馈电方式构成。第二款及第三款滤波器分别应用开路枝节加载法及短路微扰结构实现了带内的单陷波特性及双陷波特性，具有很大的实用性。三款超宽带滤波器均表现出一定的带宽优势，实现超宽带频段的全覆盖。关键词：超宽带滤波器，多模谐振器，奇偶模分析法，微扰，级联，陷波IIABSTRACTFilterisaverysignificantfrequencyselectiondeviceincommunicati

5、onsystem,whichcanpromotetheeffectivenessofsignaltransmission.Differentcommunicationsystemsrequirespecifictypesoffilters,forexample,themobilephonecommunicationsystemneedsnarrow-bandfilterstoobtainhigh-precisionfrequency.Whilenomatterwhatkindofcommunicationsystem,filterwould

6、influencerateoftheinformationtransmission.Ultra-widebandfilteremergestopromotethesignaltransmissioneffectively.Inthispaper,avarietyofnovelultra-widebandfilterstructuresaredesignedbymultiple-moderesonatorscombinedwithothermethodssuchasdefectedgroundstructuresandcascadingmet

7、hods.Themaincontentsofthispapercanbesummarizedasfollows:1.Thebackgroundandsignificanceofultra-widebandfilterisdescribed,andsummarizemainmethodsofdesigningultra-widebandfilters,includingmultiplemoderesonator,coplanarwaveguideandcascading.2.Therelevanttheoryoffilterisdescrib

8、ed,includingthemainperformanceparametersofUWBfilters,theconversionprocessoflowpassprototy