小型化宽阻带微带滤波器：设计与优化

"本文介绍了一种小型化宽阻带微带带通滤波器的设计方法，采用半波长阶跃阻抗谐振器结构和交叉耦合技术，实现了滤波器的小型化和宽阻带特性。设计的滤波器尺寸仅为12.2 mm×11.5 mm，体积相比传统发夹型滤波器减少了63.5%，并且在3.95~13.27 GHz范围内实现了超过-20 dB的阻带抑制。" 在无线通信、雷达技术和超宽带通信系统中，滤波器是至关重要的组成部分，用于筛选信号并抑制不需要的频率成分。随着技术的发展，对滤波器的小型化和宽阻带性能的需求日益增长。传统的滤波器如并联分支线低通滤波器和半波长平行耦合线滤波器，虽然结构简单，但通常具有较窄的阻带和较大的尺寸，不能满足现代系统的需求。 本文提出了一种新型的微带带通滤波器设计方案，该滤波器基于半波长阶跃阻抗谐振器结构，通过在非相邻谐振器间引入交叉耦合，有效地在阻带内创造了两个传输零点。这些传输零点增强了滤波器的带外抑制能力，使得在3.95到13.27 GHz频段内的抑制效果超过-20 dB，同时寄生通带被移到了中心频率的3.92倍，显著拓宽了阻带范围。 设计的滤波器尺寸紧凑，仅为0.21λg×0.2λg（λg为指导波长），相较于传统的发夹型滤波器，体积缩减了63.5%。这种小型化设计不仅节省了空间，也提高了系统的集成度。此外，实测结果与仿真结果的一致性良好，证明了设计的可靠性和有效性。 交叉耦合技术在滤波器设计中扮演了关键角色，它能够创造传输零点，改善带边过渡特性和增强阻带抑制。通过这种方式，可以在保持较小电路尺寸的同时，实现更陡峭的衰减边沿和优化的频率选择特性。 总结来说，该设计方案提供了一种创新的微带滤波器结构，兼顾了小型化和宽阻带性能，对于移动通信、雷达和超宽带通信等领域的滤波器设计具有重要的参考价值。未来的研究可能集中在进一步优化滤波器性能，提高其频率选择性和稳定性，以及探索新的材料和制造工艺以适应更广泛的频率范围和应用场景。