该文设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC）技术的小型化超宽带巴伦(Balun)滤波器。该巴伦滤波器由一个五阶带通滤波器和基于Marchand巴伦改进型巴伦级联组成, 带通滤波器采用耦合谐振式的设计方法, 设计成宽带高抑制巴伦滤波器, 在二阶、三阶和四阶谐振之间创新采用电感级联的拓扑结构, 使相对带宽在48%以上。巴伦输入与输出之间的耦合采用一种并联堆叠式耦合螺旋传输线, 增强了传输线之间的耦合, 并拓宽了巴伦的带宽。结果表明, 该巴伦滤波器通带为1.71~2.76 GHz, 插损均小于2.3 dB; 在50~669 MHz, 抑制大于35 dB; 在669~1 245 MHz, 抑制大于17 dB; 在3 205~3 400 MHz, 抑制大于27 dB; 在3 400~6 000 MHz, 抑制均大于30 dB。两个输出端口信号的相位差和幅度差分别为180°±15°(1 710~2 340 MHz)、180°±10°(2 500~2 760 MHz)和±1.0 dB, 具有较高的通用性和良好的应用市场。

平衡滤波器因具有卓越的抗噪声及抗电磁干扰能力而在繁杂频谱环境下的低噪通信系统中显得至关重要。该文提出了一款具有共模抑制特性的平衡滤波器，通过差共模理论结合导纳矩阵及传输矩阵完成了分析设计。该滤波器中心频率为1.4 GHz，相对带宽可达74.3%，覆盖2G、GPRS、3G及4G LTE频段。同时该滤波器的边带具有两对传输零点，故其具有理想的边带滚降速度及边带抑制水平。滤波器全差模通频带内共模信号抑制水平均优于10 dB，差模阻带抑制优于20 dB，电路尺寸仅为0.17λg×0.17λg。

多通道窄带滤光片在多光谱成像领域具有重要应用, 各通道中心波长、通带半高宽、截止带深度等指标是评价滤光片光学性能的重要参数, 准确测试窄带滤光片的光谱特性对镀膜工艺及多光谱成像应用具有重要意义。针对多通道窄带滤光片光谱特性测试过程中存在的光谱串扰问题进行了分析, 提出了基于显微镜和光纤光谱仪的多通道窄带滤光片光谱特性测试方法, 介绍了测试原理和装置; 研究了光谱分辨率对测试结果的影响规律, 采用微分算子五点修正法对原始数据修正, 并对修正前后的误差进行分析。文章解决了在多通道滤光片测试过程中存在的光谱串扰和光谱分辨率等问题, 光谱修正结果可用于指导滤光片的生产以及为光谱成像提供准确的光谱信息。

基于人工表面等离子体激元（SSPPs）的一阶高次模，设计了一种具有优异带通性能的滤波器。所采用的SSPPs单元结构为类八木天线结构，该结构可以有效降低SSPPs的渐近频率。此外，通过改变SSPPs单元结构的几何参数，可独立控制其渐近频率和与自由空间中光线的交点频率。与具有低通特性的SSPPs基模相比，一阶高次模具有天然的带通特性，且不需要采用额外的阶梯渐变过渡结构。为了验证SSPPs高阶模式应用于带通滤波器设计的可行性，制作并测量了基于该方法的SSPPs滤波器。测试结果表明，该滤波器在6~9.9 GHz的通带频率范围内的插入损耗小于1 dB，带内回波损耗优于10 dB，实验结果与仿真结果具有良好的吻合度。

波导带通滤波器是大功率微波滤波的重要器件, 为5G通信基站大功率微波传输提供了可能。基于光子晶体的频率带隙特性, 把二维圆柱型光子晶体引入矩形波导中, 设计了一款应用于5G通信的二维圆柱型光子晶体波导带通滤波器, 仿真研究了该滤波器的滤波特性, 以及引入点缺陷、线缺陷时滤波器的性能变化。二维光子晶体结构在矩形波导中在3~7 GHz之间显现了带通特性, 仿真结果表明, 该滤波器可以应用于5G通信n77、n78、n79频段。

为了有效解决信号/频谱分析仪等微波测试仪器尺寸较大、信号损耗高、选通切换效率差等问题, 将射频MEMS开关引入交指型可切换滤波器结构中。通过MEMS四掷开关选择具有不同中心频率的交指型谐振器, 实现在6~14 GHz内四个频率的射频信号切换过滤。利用HFSS电磁波仿真软件对滤波结构的几何参数进行优化计算, 得到四个可切换频率的插入损耗, 分别为1.26 dB @6.86 GHz、1.03 dB @9.16 GHz、1.23dB @11.78 GHz、1.07 dB @12.26 GHz, 整体面积约为7.95 mm3。与其他可切换滤波器相比, 该可切换滤波器将MEMS四掷开关与交指型谐振器集成到一起, 具有低插损、小尺寸、高集成度等优点。

采用三级2阶N路径滤波单元设计了一种带谐波抑制功能的高阶有源N路径带通滤波器。在第二、三级之间插入负电阻和回转器, 可提高滤波器的Q值、带宽和线性度; 在末级的串联型2阶N路径滤波单元中采用有相位差的时钟信号进行控制, 可有效地抑制三次谐波。基于0.18 μm CMOS工艺仿真。结果表明, 该滤波器的最高增益为20.12 dB, 中心频率调谐范围为0.1~1 GHz,带外抑制高达50.2 dB@700 MHz, 三次谐波抑制大于40 dB, 噪声系数为4.71~6.9 dB, 带外输入3阶交调点(IIP3)为16.3 dBm@50 MHz。

针对傅里叶变换红外光谱仪因信号噪声干扰较大而导致仪器性能下降的问题, 提出了一种基于巴特沃斯带通滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法。首先对带通滤波电路的传递函数进行了理论推导, 随后结合光谱仪参数并经电路软件 Multisim 仿真确定电路元件的具体值, 并通过实验进一步优化直至满足设计要求指标, 最后将设计的带通滤波器用于光谱仪中, 对比分析了增加滤波板前后测量得到的仪器信噪比。实验结果表明: 基于巴特沃斯滤波器的红外光谱处理方法在 2100 ～ 2200 cm-1和 2500 ～ 2600 cm-1 波段得到的仪器信噪比分别为未加滤波器由传统处理方法得到的仪器信噪比的 1.83 倍和 1.96 倍。表明新处理方法有效提高了仪器信噪比, 改善了仪器的性能指标。

提出了一种表面刻有一对互补开环谐振器(CSRR)的45°扇形基片集成波导谐振腔(SSIWR), 设计并制作了一款结构紧凑且具有高选择性的双层双频平衡带通滤波器。分别利用具有带通特性的CSRR和谐振腔内的TM220模实现了差模双频响应; 模式间的耦合以及缺陷地结构(DGS)的引入使得滤波器在通带附近产生4个传输零点, 提高了带外抑制。此外, 通过平衡结构以及优化的馈电位置, 实现了良好的共模抑制。滤波器的中心频率为10.13 GHz和10.83 GHz, -3 dB带宽为140 MHz和150 MHz, 两通带内的共模抑制分别超过了30.36 dB和29.87 dB, 实测结果与仿真结果基本一致。

为了解决电容管电调滤波器插入损耗大的问题, 该文设计了一款以压电换能器为电调元件、介质基片为微扰片的七阶平行耦合线电调滤波器。采用高频结构仿真器(HFSS)和先进的设计系统(ADS)对滤波器的结构参数进行联合仿真和优化, 分析了滤波器的耦合系数和外部品质因数随微扰片间距变化的关系。将氧化铝陶瓷基板、压电换能器(PET)和微带滤波器组装在一起构成压电换能器电调滤波器, 并用网络分析仪测量滤波器在不同直流电压下的S参数。测量结果表明, 中心频率调谐范围为4.38~4.78 GHz时, 通带的反射损耗大于10 dB, 插入损耗小于1.5 dB, 达到了设计要求。