超宽带微带带通滤波器的研究

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1、超宽带微带带通滤波器的研究高山山肖绍球王秉中（电子科技大学物理电子学院应用物理研究所，成都610054)xiaoshaoqiu@uestc.edu.cn摘要：本文介绍了本课题组近期关于超宽带微带带通滤波器的部分研究成果。所研究设计的超宽带微带带通滤波器不仅具有良好的工作性能，还有效实现了小型化设计。关键词：超宽带，微带，带通滤波器ResearchonUltra-WidebandMicrostripBandpassFilterGAOshanshan,XIAOshaoqiu,WANGbingzhong(SchoolofPhysicalElectr

2、onics,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu610054)Abstract:Thispaperintroducesrecentresearchesonultra-wideband(UWB)microstripbandpassfiltersinourlaboratory.Thesefiltersexhibithighperformancewithcompactstructures.Keywords:ultra-wideband;microstrip;bandpas

3、sfilter的超宽带微带带通滤波器的部分研究成果[3-6]。1引言超宽带技术在无线电通信、雷达、跟踪、精确定2超宽带微带带通滤波器位等众多领域具有广阔的应用前景，20世纪80年代末在本小节，我们对本课题组研究的部分超宽带90年代初，美国国防部首先定义了“超宽带微带带通滤波器做一个简单的介绍。[1](Ultra-wideband---UWB)”概念。2002年美国联邦通2.1新型超宽带微带带通滤波器信委员会(FederalCommunicationsCommission---FCC)我们首先介绍本课题组研究设计的一发布了关于超宽带技术的“Fi

4、rstReportandOrder”，容[3]种性能良好的新型超宽带微带带通滤波器,许超宽带技术商业应用。这是超宽带技术发展的一个其基本结构如图1所示。从图1我们可以看出，该滤[2]重要里程碑。从此，超宽带技术，特别是超宽带无线波器电路由一个改进的阶梯阻抗谐振器和两个交通信开始受到比较广泛的关注。指状的馈线电路组合而成。这种改进形式的阶梯阻随着超宽带无线通信技术的迅猛发展，对超宽抗谐振器不仅仍具有阶梯阻抗谐振器本身的特性，带无线通信电子设备提出了更高的要求，高性能、还可增强与小型化已经成为超宽带无线通信系统发展的必然趋势。滤波器在超宽带无线通

5、信系统中扮演着重要的角色，它起着选择信号的重要作用，是超宽带无线通信系统中必不可少的重要元件，它的工作性能好坏及尺寸直接影响到超宽带无线通信系统的整体工作性能和尺寸。目前出现的超宽带滤波器在工作性能以及小型化上还存在着一定的问题，不能够图1新型超宽带微带带通滤波器满足超宽带无线通信技术发展的要求，针对以上情馈线之间的耦合，以达到增强带宽的目的。况，本文介绍了本课题组近期关于高性能、小型化我们选用介质介电常数ε=6.9，厚度rh=8.0mm的基片，利用仿真软件AnsoftEnsemble8.0对所提出的超宽带微带带通滤波器的工作性能基金项目：教

6、育部新世纪人才支持计划(NCET070154)；毫进行了考察，并使用矢量网络分析仪Agilent8510C米波国家重点实验室(K200809)进行了相关测试，图2给出了该滤波器的仿真、测160试结果。我们可以看到仿真与测试结果比较吻合，的超宽带微带带通滤波器进行了仿真计算，并使用仿真计算出的3dB带宽范围从4.5GHz到10.5GHz,矢量网络分析仪Agilent8510C对该滤波器进行了相测试结果为4.6GHz到10.4GHz,两个结果非常接近；关测试。图4给出了我们的仿真和测试结果。从图4仿真和测试出的通带内回波损耗都较低，在-10dB中

7、我们可以看出，仿真计算出的3dB带宽范围从以下；此外，在通带外14.4GHz处存在一个衰减极3.28GHz到10.58GHz，测试结果为3.03GHz到10.65点，这就保证了该超宽带带通滤波器具有良好的带GHz，覆盖了整个超宽带所定义的通频带范围；仿外抑制特性。真和测试出的通带内回波损耗都较低；此外，我们利用MATLAB软件对测试出的S的相位进行计21算，得出通带内群时延变化范围在0.32~0.53ns之间，整个变化不超过0.21ns，显示出具有极小群时延变化的特性，满足了超宽带无线通信系统的需求。改进式超宽带微带带通滤波器的电路面积为21

8、2×2mm，由此可见，改进的超宽带微带带通滤波器不仅具有比初步设计出的超宽带微带带通滤波器更好的工作性能，同时还满足了小型化的要求。图2新型超宽带微带带通滤波器仿真