新型多模谐振器的超宽带小型陷波滤波器设计与应用

新型多模谐振器的陷波超宽带小型化滤波器的设计旨在解决传统超宽带系统面临的挑战。超宽带(UWB)滤波器作为UWB系统的关键组件，对于信号传输的纯净度和系统整体性能至关重要。然而，传统的UWB滤波器设计往往难以满足宽频带下的陷波特性，这会导致与其他通信系统的相互干扰，如WLAN和ITU标准的信号。 近期的研究已经探索了多种新颖的多模谐振器结构来实现小型化和陷波功能。例如，文献[1]创新地采用阶跃阻抗结构的多模谐振器，能够提供超宽带滤波特性。文献[2]的滤波器由低阻抗方形环和高阻抗线组成，具备五个谐振模式，有助于减小带外噪声。文献[3]则通过调整耦合比例，利用一对谐振器的相互作用，实现阻带在10.9~25.0GHz的高插入损耗，进一步拓宽了滤波器的适用范围。 文献[4-6]侧重于使用高阻抗微带线上嵌入特定形状的开路枝节，以构造多模滤波器，其中[6]尤其注重带外抑制。文献[7]则提出双环谐振器结构，通过短截线在水平和垂直方向上的加载，实现均匀分布的五种谐振模式，并通过过渡带的传输零点增强选择性。 针对陷波问题，文献[8-9]通过添加非对称双线耦合和开路短截线，实现了陷波特性，并保持了滤波器的紧凑性。另外，通过在微带传输线上刻蚀U形槽，如文献[10-11]所示，可以在通带内创建固定频率的陷波区。文献[12]和[13-14]分别设计出紧凑的三陷波滤波器和双频陷波滤波器，前者通过耦合线引入三个传输零点，后者结合双模阶跃阻抗与主谐振器，实现了额外的频率响应控制。 在本文中，作者基于文献[1]的阶跃阻抗型多模谐振器基础，设计出新的多模滤波器架构。这个新型谐振器由低阻抗扇形面、两侧的高阻抗传输线构成，并在扇形部分的中心和两侧设置了圆形槽和矩形槽，以及在两端的高阻抗线上附加开路短截线。这种设计旨在优化滤波器的频率响应，实现陷波特性，同时兼顾小型化和高效性，以减少与其他通信系统的干扰，提升UWB系统的整体性能。