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2.4.1 归一化低通原型滤波器 . 9
2.4.2 频率变换 . 10
2.5 小结 .11
3 基于多模谐振器的超宽带滤波器设计 12
3.1 概述 . 12
3.2 多模谐振器的结构和谐振条件 . 12
3.3 耦合结构分析 . 13
3.4 小结 . 17
4 双宽带带通滤波器的设计 .18
4.1 阻带实现 . 18
4.2 加载开路支节实现阻带 .. 18
4.2.1 奇偶模分析法 .... 18
4.2.2 理想电路的设计与分析 20
4.2.3 理想电路的参数调节与仿真 22
4.3 各部分结构对性能的影响 .25
4.4 实际结构 .26
4.5 测量结果与讨论 27
4.6 小结 .28
结论 . 29
致谢 . 31
参考文献 ..32
1 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
近几年随着商用无线通信的迅猛发展， 射频与微波电路得到了越来越多的重
视和发展。无线通信系统发展的主要趋势之一是向着多标准、多模式、多频率的
方向前进。例如在无线局域网(WLAN)中包括工作于2.4GHz 的 IEEE 802.11b/g
和工作在 5.2GHz 标准的 IEEE 802.11a；在移动通信中所使用的频率包括 GSM
的 0.9GHz、1.8GHz，而第三代移动通信工作频段为 2GHz；在导航系统方面同样
存在着美国的 GPS、欧洲的伽利略以及中国的北斗等多种工作在不同频率下的标
准。
多标准并存的移动通信格局对现代射频系统和器件的发展提出了挑战。首
先，越来越多的通信设备，比如基站或终端设备，需要同时支持两个甚至两个以
上通信系统的工作，这就要求其射频前端能够同时处理多个频段的信号传输与信
号分离。简单包含两个单频段收发机的系统因其电路面积大，功耗大，频段间相
互干扰的缺点明显不适应于现代通信设备。需要设计具有单端口输入单端口输出
的多频天线、多频滤波器、多频低噪声放大器等组成的多频接收机来满足系统高
性能、小型化、低功耗、低成本的需求[1][2]
。多频带滤波器作为收发机中滤除无
用信号和噪声信号、降低各通道间信号干扰的重要元件，具有较高的研究价值和
意义。其次在直放站和塔顶放大器，干线放大器、多频合路平台(POI)等室内外
覆盖系统和网络优化系统中，为了能够实现多个通带信号的同时传输，并且抑制
通带间的杂散信号，必须使用多通带滤波器，且有时候需要使用带宽较宽的多通
带滤波器。目前对多频滤波器的研究基本都是在探讨其谐振特性，而对于带宽的
研究，相关文章却很少谈到。大部分文献中设计的多频滤波器在文持滤波器整体
尺寸较小的前提下，很难实现滤波器宽带或者超宽带的带宽需求。
超宽带技术（Ultra-Wideband，UWB）是指信号带宽大于500MHz或者是信号
带宽与中心频率之比大于25%的一种新型通信技术。此技术起源于20世纪50年代
末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。2002 年 2 月美国联邦通
信委员会(Federal Communications Commission—FCC)发布了关于超宽带技术的
“First Report and Order”，允许超宽带技术商业应用，开放了 3.1 GHz 至 10． 6 GHz 频段免费给民用系统。这是超宽带技术发展的一个重要里程碑。自此，超宽
带技术、特别是超宽带无线通信开始受到比较广泛的关注，超宽带无线通信系统
得到了快速的发展。
目前超宽带滤波器的设计有以下几个研究重点。 （1）要求UWB具有110%的相
对带宽，因此常用的一些窄带滤波器设计方法不可行。 （2）要求UWB带内具有较
小和平坦的群延时。 （3)UWB系统频带跨度大，容易受到带内其它系统窄带信号的