摘要
摘要
近年来，微波可重构带通滤波器因为在不少射频系统中具有替代庞大滤波器
组的潜力而引起广泛关注。如今，针对滤波器中心频率、带宽可重构以及多频带可
重构已经有较多的研究。而对于滤波器来说，通带插入损耗（InsertionLoss，IL）
与矩形系数是两个非常重要的性能指标，在其他条件一定的情况下，滤波器的阶
数将决定这两个指标，当滤波器阶数增加时，会带来更优的矩形系数，提高滤波
器的选择性，但是同时也会恶化带内性能，增大插入损耗，为综合这两个性能，提
高滤波器的灵活性，本文将阶数与频率重构功能相结合，研究并设计了三款中心
频率与阶数独立可重构的射频微带滤波器。
本文分别基于无线局域网（WirelessFidelity，Wi-Fi）频段和L频段（地面移
动通信系统工作频段）设计中心频率与阶数独立可重构的微带滤波器，仿真曲线
和测试曲线之间存在一些偏差，但在合理范围之内。主要研究内容如下：
（1）基于Wi-Fi频段分别采用均匀阻抗谐振器（UniformImpedanceResonator，
UIR）和阶梯阻抗谐振器（SteppedImpedanceResonator，SIR）设计了两款阶数与
频率独立可重构的射频滤波器。两款滤波器频率重构是在谐振器上加载变容二极
管实现。基于UIR的滤波器通过调节谐振器两端变容管比例，控制场的能量分布，
从而达到信号传输路径的改变，实现阶数可重构。仿真结果表明该滤波器二阶与
四阶3dB带宽保持200MHz不变，二阶工作频率在2.4GHz-2.6GHz范围内可
重构；四阶工作频率在2.1GHz-2.7GHz范围内可重构。然后，基于SIR设计了
一款阶数与频率皆可重构的滤波器，利用变容管控制电磁耦合的大小，控制信号
传输路径，来实现阶数重构功能。测试结果表明该微带滤波器二阶工作频率在2.4
GHz-2.6GHz范围内可重构，3dB带宽为200MHz；四阶工作频率在2.1GHz
-2.7GHz范围内可重构，3dB带宽为200MHz，测试结果与仿真结果相符合。
（2）提出了一款L频段的阶数连续可重构微带滤波器，变容管控制中心频率，
基于耦合矩阵，增加交叉耦合，变容二极管控制信号传输路径来实现滤波器二、
三、四阶可重构。测试结果表明该微带滤波器二阶工作频率在1.65GHz-1.95GHz
范围可重构，中心频率为1.85GHz时，3dB带宽在100MHz-200MHz范围可重
构；三阶工作频率在1.75GHz-2GHz范围可重构；四阶工作频率在1.65GHz-2
GHz范围可重构。
关键词：微带滤波器，变容管，阶数可重构，频率可重构，阶跃谐振器
I
ABSTRACT
ABSTRACT
Inrecentyears,microwavereconfigurablebandpassfiltershavegarneredwidespread
attentionduetotheirpotentialtoreplacebulkyfilterbanksinmanyRFsystems.Currently,
therehasbeenconsiderableresearchonthereconfigurabilityofcenterfrequency,band-
width,andmulti-bandinfilters.Forfilters,theinsertionloss(IL)andtherectilinearco-
efficientaretwocrucialperformanceindicators.Undercertainconditions,thefilterorder
determinesthesetwoindicators.Asthefilterorderincreases,itleadstobetterrectilinear
coefficient,therebyenhancingfilterselectivitybutmaydegradein-bandperformanceand
increaseinsertionloss.Tooptimizethese