共面波导/双交指结构的带通滤波器的设计

论文摘要

2002年,美国的联邦通信委员会(FCC)颁布了超宽带技术的商用许可,其频谱范围为3.1GHz～10.6GHz,从此超宽带技术越来越受到人们的关注。作为超宽带技术的一个重要的元件——滤波器,其性能的优劣直接影响着超宽带技术性能的表现。首先,分析了常见超宽带带通滤波器结构,以及超宽带带通滤波器设计难点。讨论了设计过程中需要重点考虑的反射损耗,插入损耗和群时延特性等超宽带带通滤波器特性参数。其次,提出了一种宽边耦合共面波导(CPW)微带线结构的超宽带滤波器设计方案,该结构由上层的对称微带线、下层的共面波导和中间的介质层组成,由于微带线与共面波导之间大面积重合以及介质的存在,可以产生很强的耦合,同时由于微带线所存在阶跃阻抗特性,使前三个谐振点均匀的分布在通带内,从而实现了超宽带的带宽的要求。最后,首先分析了单元的交指三线平行滤波器的特性,提出了一种双交指结构的超宽带带通滤波器的设计。通过在双交指三线平行结构上增加4个小枝节,通过仿真分析了双交指滤波器的特性,仿真结果证明所提出的设计能够实现带宽设计要求,同时提高了带通滤波器特性,通带内的群时延小于0.25ns,反射损耗小于10dB,插入损耗小于0.5dB。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究方法和研究难点
• 1.3.1 研究方法
• 1.3.2 研究难点
• 1.4 研究重点及章节安排
• 第2章 微波滤波器的理论
• 2.1 微波滤波器的技术参数
• 2.2 微波滤波器的种类
• 2.3 微波滤波器的基础理论
• 2.3.1 微波滤波器的设计流程
• 2.3.2 滤波器的转移函数和衰减
• 2.3.3 归一化低通原型滤波器
• 2.4 本章小结
• 第3章 宽边耦合共面波导/微带线结构UWB滤波器
• 3.1 微带线基础理论
• 3.1.1 微带线开路
• 3.1.2 微带线的间隙计算
• 3.1.3 微带线带条宽度的阶梯不连续性
• 3.1.4 微带线的阶跃阻抗谐振特性
• 3.2 共面波导基础理论
• 3.3 建立的模型分析
• 3.3.1 仿真模型结构
• 3.3.2 模型理论分析
• 3.3.3 仿真结果分析
• 3.3.4 仿真的超宽带滤波器的特性分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 新型交指型结构的UWB滤波器
• 4.1 传统交指带通滤波器设计
• 4.2 交指型超宽带滤波器的单元设计
• 4.2.1 两线平行的单元分析
• 4.2.2 三线平行交指滤波器的理论分析
• 4.2.3 三线平行交指的单元仿真结构分析
• 4.3 双交指型滤波器的的仿真分析
• 4.3.1 建立的仿真模型
• 4.3.2 仿真结果分析
• 4.3.3 仿真的超宽带滤波器的特性分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢