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新型平面多频带滤波器研究

陈付昌  
【摘要】: 近年来随着通信行业的飞速发展,特别是无线局域网的广泛应用,能同时兼容现在各种通信资源的多频通信系统已成为研究热点,而多频滤波器作为这些通信前端的关键器件,也倍受关注。本论文主要研究了平面多频带滤波器的设计方法,提出了几种具有良好谐振特性的谐振器和耦合结构,并利用这些谐振器设计了多个性能优越的双频、三频、四频滤波器。本研究课题主要创新工作内容有: (一)从滤波器传输零点产生的机理出发,对伪交指型耦合结构进行了深入的研究,这种耦合结构不仅能将滤波器的整体尺寸缩小将近一半,而且能够在通带外产生传输零点,大大提高多频滤波器的选择性,本文将该耦合结构应用到双频、三频、四频滤波器的设计中,均获得良好效果。 (二)从多频滤波器的集总参数等效电路出发,研究了利用组合谐振器设计多频滤波器的方法,具体分析了各个传输零点产生的机理。利用组合谐振器设计多频滤波器,在不增加滤波器整体尺寸的前提下,可以在通带两侧产生传输零点,并且由于耦合环节的增加,各通带的特性在较大范围内可控。 (三)从无耗传输线模型出发,研究了各种支节线加载谐振器的谐振特性。针对开路支节线加载谐振器尺寸较大问题,研究了短路支节线加载谐振器的谐振特性,并将它应用到双频滤波器的设计中。针对三频滤波器各通带频率不易控制的问题,研究了开路和短路支节线同时加载的十字谐振器,利用该谐振器设计的多频滤波器各通带中心频率独立可调。利用传输线模型对十字谐振器进行分析,发现十字谐振器的前三个谐振频率可以很方便地调节,因此可以通过调节支节线尺寸来设计三频带滤波器和其他类型的滤波器,比如超宽带滤波器和CT滤波器等。 (四)研究了如何用利用支节线加载谐振器设计各通带特性可独立调节的高阶双频滤波器。一般双频滤波器的两个通带带宽是由相同的耦合结构实现的,故两个通带的特性是相互关联的,并不能独立控制。本文提出了一种利用多支节线加载谐振器设计的双频滤波器,这种滤波器的主要优点是:调整某个特定的耦合支节,第二通带的特性可以任意控制而第一通带特性保持不变,这其中包括通带频率和带宽。这解决了目前利用谐振器的寄生频率设计多频滤波器中各通带带宽不容易独立调节的问题。由于多支节线加载谐振器包含六个对称的支节线,而这些支节线可以为相邻谐振器间提供足够的耦合,故该谐振器非常适合设计高阶双频滤波器。


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