【摘 要】
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高温超导薄膜具有极低的微波表面电阻,由其实现的高温超导滤波器具有低插入损耗、高带边陡峭度和高带外抑制等优异性能。随着现代无线通信技术的飞速发展,复杂的空间电磁波环境对无线通信系统提出了诸多新的挑战。能提升系统灵敏度和抗干扰能力的宽阻带滤波器以及具有多频选择性的多通带滤波器受到了越来越多的研究关注。高温超导宽抑制滤波器和多通带滤波器研究具有重要意义。本论文研究了基于准集总元件提高低频滤波器带外抑制性
【基金项目】
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国家自然科学基金; 国家重大科学仪器专项;
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高温超导薄膜具有极低的微波表面电阻,由其实现的高温超导滤波器具有低插入损耗、高带边陡峭度和高带外抑制等优异性能。随着现代无线通信技术的飞速发展,复杂的空间电磁波环境对无线通信系统提出了诸多新的挑战。能提升系统灵敏度和抗干扰能力的宽阻带滤波器以及具有多频选择性的多通带滤波器受到了越来越多的研究关注。高温超导宽抑制滤波器和多通带滤波器研究具有重要意义。本论文研究了基于准集总元件提高低频滤波器带外抑制性能的方法:1.提出了新型的嵌套式自叉指单螺旋谐振器,在基频谐振时电感和电容同时增加,第一谐频谐振时电感和电容同时减小,由此获得了很高的谐频/基频比。利用该谐振器设计制作了4节相对带宽为3%的UHF波段高温超导窄带滤波器,阻带宽度达到了滤波器中心频率的6.8倍,带外抑制度高于60.9 d B。2.研究了L波段宽带高温超导滤波器设计方法,采用三圈单螺旋结构谐振器实现了强耦合,设计并制作成功了一个中心频率为1080 MHz、相对带宽为22.7%的L波段宽带高温超导滤波器。在无需调谐的情况下,测试得到的插入损耗小于0.29 d B,回波损耗大于13.5 d B,带外抑制度在2948 MHz以下高于90 d B。本论文研究了高节数多通带高温超导滤波器的设计:提出了新的多通带滤波器设计方法,将五通带滤波器分成上下两个通道进行设计,通过新型的具有阶跃阻抗分支线结构的匹配连接头与公共端口相连,提升了设计自由度并减少了通带之间的干扰。分别设计了两个通道的子滤波器,其中一个由多模谐振器形成,具有双通带频率响应特性。另一个则通过加载枝节线的带阻谐振器形成,具有三通带频率响应特性。每个通带的中心频率和带宽都可以独立控制。最后设计并制作成功了一个高温超导五通带滤波器,各通带中心频率分别为:2.4、3.5、4.7、5.3和5.9 GHz,相对带宽分别为:11.2%、6.6%、4.8%、7.9%和2.9%。各通带插入损耗不大于0.25d B,回波损耗优于12.5 d B,通带间的阻带抑制度高于45 d B,表现出优异的性能。
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