论文摘要
现代无线通信系统特别是移动和星载通信系统对电路尺寸和信号质量都有十分苛刻的要求，所以对各类微波器件小型化和高性能的要求非常迫切。滤波器在通信系统中具有重要地位，其体积和性能直接影响整个通信系统的性能。本论文根据实际工程需求，研究能够实现高性能和小型化的新结构和新技术。主要内容概括如下：第一，研究了枝节加载双模滤波器。首先阐述了开路和短路枝节加载双模谐振器的基本工作原理，对由该类型谐振器所构成的存在容性和感性源与负载直接耦合的双模滤波器进行了研究，深入分析了固有传输零点和附加传输零点的产生机理。提出了一种新型超紧凑短路枝节加载双模滤波器，该滤波器利用了容性源与负载直接耦合和SIR技术，具有小型化、高选择性和良好的高次谐波抑制等特性。首次提出了感性源与负载直接耦合的短路枝节加载双模滤波器，使得存在源与负载直接耦合的枝节加载双模滤波器趋于完备。然后以存在源与负载直接耦合的六边形枝节加载双模滤波器为例，综合研究了存在源与负载直接耦合的枝节加载双模滤波器全部可能出现的频率响应特性。最后，研究了输入/输出馈线与偶模的耦合强度大于与奇模的耦合强度的枝节加载双模滤波器，并在理论上预测了该类型双模滤波器全部可能出现的频率响应特性。第二，研究了横向微带滤波器。首先阐述了横向滤波器的基本原理，并指出了第三章所研究的枝节加载双模滤波器实际上是一类特殊的二阶横向滤波器。然后介绍了以前文献资料中出现的各类三阶横向滤波器的设计方法，研究了在枝节加载双模谐振器的基础上如何构造三阶横向滤波器，提出了两种小型化的全微带结构的三阶全范数横向滤波器，这两种三阶横向滤波器都是基于第三章提出的超紧凑短路枝节加载双模谐振器和偶模谐振器设计的，具有小型化和零点可转移等优点。首次将短路枝节加载双模滤波器运用于三阶横向滤波器的设计，其中第二个横向滤波器具有较好的谐波抑制性能。第三，研究了微带三模滤波器。总结了以前文献资料中出现的主要的三模微带滤波器设计方法，并在此基础上提出了一种基于中心电容加载三模谐振器和容性源与负载直接耦合的三模微带滤波器，该三模滤波器具有尺寸小，带宽宽的特点，并且在阻带上存在三个传输零点。第四，研究了多频带双模滤波器。阐述了多频带滤波器的基本理论和各种设计方法，介绍了文献资料中出现的典型的多频带微带滤波器结构；接着介绍了多频带双模滤波器的设计方法；最后基于超紧凑短路枝节加载双模谐振器和开路枝节加载双模谐振器，通过并联通带法设计了双频带双模滤波器和三频带双模滤波器。该类型多频带双模滤波器的各个模式和各个谐振器之间没有能量耦合，所以相互影响很微弱，可以单独设计，使设计步骤简化。由于引入了源与负载之间的直接耦合，首次实现了多频带滤波器的全范数频率响应。该类型多频带滤波器具有尺寸小，选择性高，频带间的隔离大等优点。最后，对本论文的研究工作进行总结，并展望下一步的研究工作。