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摘要本毕业设计分析了一种新型的终端十字形谐振器（TCSR，terminated cross-shaped resonator）结构，并用此结构设计了两个具有可调限带的超宽带带通滤波器。当对 TCSR结构的终端进行开路、短路和加载不同值的电容处理时，可在不同位置呈现不同数量的零极点，因此达到不同的滤波特性。其中，固有零点可用来实现系统特性所需要的限带结构和可调特性。和普通的限带宽带带通滤波器中通过使用额外的谐振器形成限带的方法不同的是，一个十字形谐振器便可实现超宽带限带带通滤波结构。本次毕业设计完成了两种具有可调限带的超宽带带通滤波器。第一个滤波器是相对带宽为 77.4 % 并具有两个可调限带的超宽带带通滤波器，两个限带的可调范围分别为2.09 GHz 到2.48 GHz, 以及从2.74 GHz到3.22 GHz；第二个滤波器是相对带宽为 90.04 %，并具有一个固定限带和一个可调限带的超宽带带通滤波器，固定限带在 2.4 GHz 处，限带的可调范围为 4.18到 4.45 GHz。为验证设计思路的有效性，分别对两个电路进行了优化仿真，并对第二个电路进行了加工测试，测试结果与仿真结果基本吻合。 26038
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毕业论文关键词 十字型多模谐振器 可重构限带 超宽带带通滤波器
Title Design of Ultra-Wideband Bandpass Filters With
Fixed and Reconfigurable Notch Bands
Abstract
In this paper, a novel terminated cross-shaped resonator (TCSR) is analyzed and
used to design two ultra-wideband (UWB) bandpass filters (BPFs) with fixed and
reconfigurable notch bands. It is found that a TCSR can exhibit different numbers
of poles and zeros at different frequencies when open, shorted or capacitive
terminations are applied, respectively. The intrinsic zero is simply used for the
implementation of notch bands offering systematic design and flexible tuning
capabilities. Two UWB BPF prototypes, including a five-pole filter with 77.4 %
fractional bandwidth (FBW) and two reconfigurable notch bands relatively from 2.09
GHz to 2.48 GHz and 2.74 GHz to 3.22 GHz, and a five-pole filter with 90.0 4% FBW
and a notch band at 2.4 GHz and a reconfigurable notch band from 4.18 to 4.45 GHz
are designed and analyzed.
Keywords Cross-shaped resonator(TCSR), reconfigurable notch bands,
ultra-wideband (UWB), bandpass filters (BPFs)
目 次
1 引言 1
1.1 本课题的研究背景 1
1.2 超宽带通信系统简介 2
1.3 可重构滤波器研究现状 4
2 具有两个可调限带的超宽带带通滤波器 7
2.1 多模谐振器特性与分析 7
2.2 滤波器分析与设计 9
2.3 结果与讨论 16
3 具有一个固定限带一个可调限带的超宽带带通滤波器 22
3.1 滤波器结构分析与设计 22
3.2 测试结果与讨论 29
结论 32
致谢 33
参考文献 34
1 引言
1.1 本课题的研究背景
目前现代射频系统正在朝着全可调，多目标的方向发展，旨在实现一种通用的高频收发
模块。相应的例子有很多，例如新兴的基于软件的无线多功能有感知雷达。它可以在大范围
的射频段迅速调节工作频率，同时它具有动态频谱成像功能，可以最优化实现目标[1]–[3]
。因
此，可以更精细地控制频率以实现高标准的可重构射频器件再度成为研究热点。高频可重构