[发明专利]一种超宽带滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种短截线加载的五模超宽带微带带通滤波器，属于毫米波与微波器件的设计领域。

背景技术

超宽带技术在无线电通信、雷达、跟踪、精确定位、成像、武器控制等众多领域具有广阔的应用前景^[1]。“超宽带 (ultra-wideband-UWB)”的概念首先由美国军方于1990年提出，其定义的特征是信号的相对带宽大于25%的任何波形。自从2002年美国联邦通信委员会 (Federal Communications Commission-FCC)容许超宽带技术的商业应用，超宽带技术开始受到广泛关注。与其他无线技术相比，UWB技术兼有频带宽、功耗低、传输速度快、隐蔽性好、多径分辨能力强、系统容量大、高精度的距离分辨力等优点，可以很好的满足现代无线通信系统的需要。

近年来高性能、小型化已经成为超宽带无线通信系统发展的必然趋势^[2]。而滤波器作为其中必不可少的重要元件，其工作性能好坏直接影响到超宽带无线通信系统的整体性能，其尺寸大小也直接影响到整个系统的体积和成本。因此，高性能、小型化的超宽带滤波器的研究成为学者们的关注热点。

目前超宽带滤波器的主要设计方法有：高低通滤波器组合法，短路分支线法，多模谐振法。前两种方法所设计的滤波器尺寸较大，不利于小型化。而采用多模谐振法无需多级级联就可形成超宽带，结构紧凑、设计简便^[3]。近年来，一系列新型的微带双模谐振结构和性能优越的微带双模滤波器被学者们提出并加以研究^[4-6]。然而，此类双模谐振器产生的两个谐振模式无法单独调整。2005年，L. Zhu等人首次提出具有阶梯阻抗单元的多模谐振器并应用于超宽带滤波器设计^[7]，实现了一种相对带宽达到110%的三模阶梯阻抗超宽带滤波器。之后很多其他结构的多模超宽带滤波器被提出^[8-11]，但上述阶梯阻抗多模谐振器的谐振模式很难被合理分布在所需频带内，并且尺寸较大，因此需要进一步研究模式谐振模式易于调整的新型高性能、小型化多模微带带通滤波器。

本发明通过在传统的多模谐振器上加载短截线来实现一种新型的五模超宽带微带带通滤波器，实现了很好的带内外性能，并且具有结构新颖、频率选择性能高、谐振模式易于调节、尺寸小、成本低的特点。

参考文献：

[1]          葛利嘉,曾凡鑫,刘郁林等.超宽带无线通信.北京:国防工业出版社,2006,1-9.

[2]          蒋新胜.超宽带滤波器的小型化及可控性研究.华东师范大学,2008. 

[3]          王司亮.通信中宽带滤波器的研究.电子科技大学,2008.

[4]          Boon Tiong Tan, Jong Jen Yu, Siou Teck Chew, Mook-Seng Leong, and Ban-Leong Ooi. “A Miniaturized Dual-Mode Ring Bandpass Filter with a New Perturbation,” IEEE Trans. Micro. Theory Tech., vol. 53, no. 1, pp. 343-348, Jan. 2005.

[5]          W. Kang, W. Hong and J.Y. Zhou. “Performance Improvement and Size Reduction of Microstrip Dual-Mode Bandpass Filter,” Electronics Letters, vol. 44, no. 6, pp. 240-241, Mar. 2008.

[6]          Juan Zhang, Guo-Hui Li, Zhi-Bin Wang, and Hui-Na Wang. “Compact Dual-Mode Microstrip Bandpass Filter with Adjustable Transmission Zero,” Microwave and Optical Technology Letters, vol. 51, no. 9, pp. 2049-2051, Sep. 2009.