1 导言
跟着通讯技能的不断开展，人们对信息体系的通讯速率和通讯质量的要求越来越高。在此布景下，超宽带技能(UWB)成为现在通讯范畴的一个研讨热门。2002年2月，美国联邦委员会授权了3.1GHz~10.6 GHz之间的频带规模使用于UWB通讯。由此，作为通讯体系重要组成部分的UWB带通滤波器的研讨也取得了很大的开展。文献提出了一类根据高损耗资料的宽带滤波器，具有平坦的宽带特性，可是插入损耗太大。谐振环和开路枝节的结构被用来完成超宽带滤波器，可是回波损耗只要10dB用高通和低通滤波器组合结构完成带通特性。并联短路枝节用来操控带外特性。 为取得低损耗和易于加工的结构，多模带通滤波器被广泛研讨。近年来，跟着新资料和新结构的开展，EBG结构被引进超宽带带通滤波器的研讨傍边。
本文提出了一类使用微带三线耦合结构和并联短路枝节的平面超宽带滤波器。使用耦合传输线完成宽带特性，短路枝节取得杰出带外按捺。该滤波器规划简略，结构紧凑，有杰出的带内带外特性。插入损耗低于1.5dB,回波损耗高于15dB，带内时延小于0.3ns,达到了通讯要求，能够广泛使用与微波超宽带通讯中。
2 理论剖析
这类超宽带带通滤波器由两部分组成。平行耦合线和并联短路枝节。咱们知道，λg/4耦合传输线能够完成带通特性。两个传输零点别离坐落f0和2f0处。为了取得更大的带宽，咱们用三线耦合替代双线耦合来添加耦合强度。如图1所示，3-dB带宽由95%进步至105%。图2给出了3-dB带宽跟着耦合线宽(W1，W2)和带隙宽度(S)改动状况。
(a) 示意图
(b) 传输特性S21改动图
图1 双线和三线耦合结构
(a)
(b) (c)
图2 3-dB带宽跟着 (a) 带隙宽度(b)耦合线宽 (c) 耦合线宽改动状况
为了取得杰出的带外特性，咱们引进两节并联短路枝节，别离坐落耦合线的两边。图3给出了并联短路枝节的传输特性。咱们发现，跟着长度添加，带隙向低频移动;跟着宽度添加，带隙略向高频移动。由此，咱们能够经过改动短路枝节的长度、宽度来影响滤波器的带宽。
图3 并联短路枝节(a) 示意图。 传输特性随(b)线宽，(c) 长度改动状况
3 滤波器的规划和完成
规划滤波器时，咱们首要经过改动耦合传输线的宽度和缝隙宽度来挑选适宜的奇偶模阻抗;然后挑选适宜的短路枝节的长宽，确保带隙坐落12GHz左右。咱们用电磁仿真软件Microwave office进行原理电路剖析，用电磁仿真软件CST进行三维仿真。选用介电常数为2.65,高度为1.0 mm的聚四氟乙烯电路板进行加工。
图4 所规划超宽带滤波器(a)示意图 (b)等效电路
图4(a)给出了所规划超宽带带通滤波器的结构尺度图，相应的电路等效图在图4(b)给出。耦合传输线的效果相似一个导纳变换器。
图5 所规划超宽带滤波器(a)相片 (b)成果比较
图5(a)为所规划超宽带带通滤波器的什物相片，相应的丈量成果在图5(b)给出。能够看出测验成果和仿真成果符合杰出，覆盖了3.1~10.6GHz整个通讯规模。带内插入损耗低于1.5dB，回波损耗高于15dB，带内群时延小于0.3ns，带外特性好于15 dB。
4 结束语
本文提出了一类使用三线耦合结构和并联短路枝节的超宽带带通滤波器。该类滤波器使用耦合传输线完成宽带特性，用短路枝节来取得杰出的带外按捺。由于规划简略，结构紧凑，尺度小，便于加工，而且具有杰出的带内带外特性，该类滤波器适合在超宽带通讯中广泛使用。
