超宽带陷波带通滤波器

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摘要：本文介绍了一种波导型的具有两个陷波的超宽带陷波滤波器。该滤波器结构为在脊波导的基础上利用电容加载构成。两个陷波分别用于抑制无线局域网络的5.2GHz和5.8GHz信号。其两个陷波10dB的相对抑制带宽大约为2.3%和2.1%，通过仿真与实物测试，仿真与优化的结果吻合良好。

关键词：超宽带 陷波 带通滤波器

中图分类号：TN713.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）07-0000-00

1 引言

微波滤波器作为微波系统中的一种重要无源器件，在整个系统中起着举足轻重的作用。对于整个系统性能指标，它有时甚至起着直接的影响。因此，对高性能滤波器的研制一直是微波工作者的一项重要的工作。自2002年，美国联邦通信委员会（FCC）准许把3.1GHz-10.6GHz作为商业频段运用以来，UWB技术迅速引起了学术界和工业界的关注[1-8]。作为UWB通信系统中的重要组成部件，微波界对UWB滤波器的研制也迅速展开。

然而，UWB需要面对一个实际运用中的问题，即无线局域网（WLAN）信号（比如5.2GHz和5.8GHz处的信号）频点落在了FCC定义的UWB频带内，这样不可避免的会与UWB系统有相互干扰。为了解决这个问题，这就需采用陷波来对此UWB进行处理。现在报道的UWB滤波器绝大部分采用的是平面结构。腔体滤波器作为一种重要的滤波器形式，因其具有高Q值、低插损等独特的性能有其不可替代的用途。本文将报道一种基于波导型的UWB陷波滤波器。

2 UWB滤波器的结构设计与仿真

为了抑制在整个超宽带通带内不需要的两个频点，这就需要在通带内产生两个陷波来对此加以解决。根据陷波产生的原理，可以通过在相邻的耦合腔之间使用短路枝节来实现。然而，此方案会带来整个滤波器体积的额外增加唉，不利于小型化的设计要求。为此，本文采用了在滤波器的两个输入输出端设置枝节的方法来产生陷波，此种方法实现了产生陷波而又不增加体积的优越性。

在此结构中，还可以通过对两端枝节内的金属柱子高度进行调整来实现陷波在通带内的自由移动。具体的结构见图1所示，图2为该结构的尺寸图，表1滤波器的结构尺寸。

3 宽带脊波导滤波器的样品及测试结果

本滤波器的仿真设计借助于CST软件来完成。实际加工的滤波器实物如图3所示。整个滤波器结构采用金属铝，为了减少损耗，在表面采用镀银处理。同时为了补偿机械加工带来的误差，采用了加调谐螺丝的方法来加以解决。

滤波器的仿真优化以及测试曲线如图4所示。该UWB滤波器是在常温下用安捷伦N5444A进行测试。从图4中可以分别看出通带的低端、中间以及高端的插入损耗，分别为0.47dB、1.46dB、0.45dB。两个陷波的中心频率正好分别为5.2GHz和5.8GHz，其最大衰减量均超过-15dB，以-10dB计算得到的陷波相对带宽约为2.2%和2.1%。在通带外11.3GHz-15.GHz范围内的抑制均小于-30dB。在频率低端部分，当频率小于2GHz时的通带外抑制也小于-32dB。通过图4-14b的可以看到群时延曲线在整个3.1GHz -10.6GHz范围内，除去两个陷波，整个群时延小于0.6ns，群时延的波动小于0.25ns。（此段为新写）

4结语

本文介绍了一种UWB带通滤波器，该滤波器借助CST仿真软件进行优化设计，并给出了实物，从测试与仿真结果的比较来看，S曲线的吻合较好，从而证明了此类滤波器的设计方案可行，是一种性能优良的超宽带波导腔体滤波器。

参考文献

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收稿日期：2015-06-18

基金项目：四川省教育厅资助科研项目 （15SJZ08）

作者简介：钟丽（1978―），女，四川内江人，硕士研究生，讲师，研究方向：电子，微波。