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。

基于枝节加载型阶梯阻抗谐振器(SIR)设计了一种加载变容二极管的微带可调带通滤波器。SIR结构利于抑制高次谐波且可实现滤波器的小型化，提出的模型通过在SIR的中心平面加载2个枝节构成多模谐振器。通过奇偶模方法分析了枝节加载型SIR的谐振特性；通过加载变容二极管实现了对滤波器奇偶模谐振频率的独立控制，利用变容二极管容值的变化实现了滤波器的中心频率可调，中心频率随变容二极管偏置电压的增加而增大。该可调滤波器实现了在0.82~1.17 GHz范围内中心频率可调且插入损耗小于5 dB，回波损耗大于10 dB。

提出了一种具有宽带带外抑制的小型化微带低通滤波器。该滤波器由缺陷地结构和两阶阶跃阻抗单元结构构成。利用ANSYS HFSS建立三维全波电磁模型并仿真优化, 仿真结果表明: 该低通滤波器的截止频率为1.4 GHz, 通带宽度为0~1.4 GHz, 通带内的插入损耗小于0.5 dB, 带外抑制频率范围为2.1~11 GHz, 在阻带范围内的带外抑制能力接近20 dB。为验证仿真和测试结果, 加工并测试了经全波电磁优化后的缺陷地结构微带低通滤波器。测试结果和仿真结果吻合得较好, 证明了所提出的缺陷地结构在实现滤波器小型化和宽阻抗带宽上有着重要的作用, 能够使该滤波器具有较好的低通滤波特性。

使用耦合谐振电路理论设计微带交指滤波器具有较好的灵活性, 然而当衬底厚度和中心频率增加到一定程度时, 由传统的50 Ω抽头线得到的外部品质因数Qe达不到理论值。为了增大实际设计中的Qe, 同时匹配源和负载, 本文将传统的抽头结构改进为一段50 Ω微带线与一段较细微带线组合的类SIR抽头; 此外, 为了减小微带线阶跃变化带来的回波损耗, 将类SIR抽头改进为一段50 Ω微带线与一段较细微带线渐变式过渡的抽头。最终, 分别采用类SIR抽头和渐变式抽头设计了一个Ka波段微带交指滤波器。仿真表明: 使用类SIR抽头和渐变式抽头得到的Qe都能与理论值相匹配, 且带渐变式抽头的滤波器相比于带类SIR抽头的滤波器, 其回波损耗减小8.31 dB, 插入损耗减小0.16 dB。从而验证了所提出的两种抽头结构改进的可行性。

提出了一种基于电容加载λ/4梳状线谐振器和电容加载非对称λ/2准梳状线谐振器的三阶耦合滤波器拓扑结构。利用奇偶模方法, 给出并分析了整个滤波器结构的等效电路, 由导纳矩阵可以得出传输零点的位置。实际制作了一个中心频率为1.83 GHz的三阶微带带通滤波器, 相对带宽为9%, 带内中心插损仅为1.45 dB, 回波损耗优于14 dB。传输响应在通带两侧分别存在一个传输零点, 有利于提高滤波器的选择性。实验结果表明, 测试结果与仿真结果基本一致。

主要研究微带交叉耦合滤波器的简化设计。通过约束传输零点之间的关系, 简化了带通滤波器交差耦合的拓扑结构, 同时又较好保持了带通滤波器带外的抑制能力。在利用微带结构实现时, 采用了谐振器顺序耦合的结构, 降低了滤波器微调的难度。同时在第一和第四谐振器间增加一段传输线以引入交叉耦合, 通过调整引入传输线的位置等可调整相应传输零点的位置, 增加了滤波器设计的灵活性。仿真结果验证了相关方法的有效性。

提出了一种基于人工传输线结构的小型化低通滤波器的设计方法。通过利用电磁仿真软件直接构建出微带电抗器件并对其逐一进行参数提取验证，将设计的微带电抗器件进行组合集成和调试后得到相应的低通滤波电路。对5阶巴特沃兹低通滤波电路和0.5 dB切比雪夫低通滤波电路的设计和测量结果对比表明，采用本方法所设计的滤波器结构紧凑，面积约为常规低通滤波电路的23%，测量结果与仿真吻合。