四模式UWB带通滤波器：槽线环形谐振器与陷波频段设计

"本文介绍了一种使用带槽口的缝隙式环形谐振器设计的四模式UWB带通滤波器，旨在提供超宽的通带、改善的通带特性、宽的上止带以及在5.5 GHz附近的陷波功能，以避开WLAN信号干扰。实际制造和测试的滤波器表现出与模拟结果高度一致的性能，通带范围为3.1GHz至10.9GHz，5.5GHz处有陷波，上止带衰减达到-12.8dB直至30GHz以上。" 在无线通信领域，特别是在超宽带(Ultra-Wideband, UWB)技术中，带通滤波器(Bandpass Filter, BPF)起着至关重要的作用。它们被用来允许特定频率范围内的信号通过，同时阻止其他不需要的信号，以提高系统性能和减少干扰。本研究论文提出了一种创新的四模式UWB带通滤波器设计，采用了一个缝隙环形谐振器作为基础结构。 环形谐振器因其小型化、易于集成和优良的电磁性能而被广泛应用于滤波器设计。在此设计中，谐振器的独特之处在于它能够形成四个谐振模式，这显著拓宽了滤波器的通带。为了进一步优化通带特性，研究人员添加了两对有缺陷的接地贴片(Defected Ground Patches, DGP)，这些DGP可以调整谐振器的响应，增强所需频率的选择性。 为了实现更宽的上止带(Stopband)，即阻止更高频率信号通过的区域，论文中引入了一对有缺陷的地面哑铃单元(Defected Ground Dumbbell Units, DDU)。这种结构有助于滤波器在高频段提供更好的衰减性能，从而有效地抑制不需要的信号。 此外，针对无线局域网(WLAN)信号可能与UWB信号产生冲突的问题，研究者利用U型槽线在5.5 GHz附近创建了一个陷波频段(Notched Band)。这种设计可以防止WLAN信号对UWB系统的干扰，确保通信的纯净度和效率。 最终，该滤波器被制造出来并进行了实际测试。实验结果显示，所提出的UWB BPF的性能与仿真结果高度一致，通带范围从3.1GHz到10.9GHz，这覆盖了UWB频谱的主要部分。在5.5GHz存在一个明显的陷波，有效地阻止了WLAN信号。上止带的衰减水平达到了-12.8dB，直到超过30GHz，表明滤波器具有良好的高频抑制能力。 这项研究为UWB通信系统提供了一种高效、宽频带、具有选择性陷波功能的滤波器设计，它在确保系统性能的同时，还能有效避免与其他无线服务的干扰，是UWB技术发展中的一项重要贡献。