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近年来,随着通信行业的快速发展,各种无线通信协议相继提出和应用,通信系统应用频段均集中在射频及微波低频段,使得频谱资源特别拥挤。另外,随着信息化时代的到来,电磁环境也日趋复杂,电磁干扰越来越严重。可调滤波器在通信系统中起着选取有用信号、滤除干扰频谱和提高接收机信噪比的作用,因而倍受关注。差分电路与单端口输入电路相比,具有较好的共模抑制功能和抗干扰特性,因而在现代通信系统中变得至关重要。本文基于新型加载谐振器,对平面可调滤波器开展了较为深入的研究。主要的创新点在于对新型可调谐振器的谐振特性进行分析研究,并基于新型加载谐振器设计出具有宽频率调谐范围的滤波器和三模可调滤波器,同时,结合差分电路对带宽可调带通滤波器和频率可调双通带滤波器进行分析设计。本论文的主要研究内容可以概括如下: 1.宽频率调谐范围的平面可调带通/带阻滤波器研究:提出了两终端加载不同可变电容的1/4波长谐振器,该谐振器的谐振频率可被双端加载的可变电容独立调谐,增大一可变电容的电容值可实现谐振频率向低频端调谐,减小另一可变电容的电容值可实现谐振频率向高频端调谐。此新型1/4波长加载谐振器与传统单端加载可变电容的1/4波长谐振器(或双端对称加载可变电容的半波长谐振器)相比,具有更宽的频率调谐范围;基于该新型可调谐振器,开展了具有宽频率调谐范围的平面带通和带阻滤波器的分析与设计。 2.具有谐波抑制和宽频率调谐范围的平面带通滤波器研究:提出了在SIR两终端加载相同可变电容而在中间加载另一不同可变电容的新型谐振器。通过分别改变加载在SIR两端和中间可变电容的电容值,可实现偶模谐振频率的双向调谐,进而实现连续的宽频率调谐范围。通过两个新型加载SIR间的耦合实现滤波特性,并通过采用SIR中间对称处加载抽头馈线的方式,来实现对所有奇模谐振频率的抑制,避免在偶模谐振频率的调谐范围内出现奇模谐振频率,进而实现通带的高选择性和宽的频率调谐范围。 3.基于新型多模谐振器的高选择性平面可调带通滤波器研究:基于半波长谐振器上电压分布特性设计出两加载可变电容的三模谐振器,并用奇偶模方法对谐振器的谐振特性进行了分析研究。基于加载变容管的十字形谐振器设计了频率可调谐的平面三模带通滤波器。另外,在谐振器和馈线耦合线间加载变容管,当滤波器的中心频率向下调谐时,通过增大变容管电容值来增强耦合线段间的耦合,从而达到减小低频端插入损耗的目的。基于枝节加载可变电容的三模谐振器和差分馈线结构,设计了差模中心频率固定、带宽可调的平面差分带通滤波器。另外,通过选择合适的耦合线结构参数,实现了宽范围的共模信号抑制以及宽的差模上阻带。 4.差模通带及共模抑制度独立可控的平面差分可调双通带滤波器研究:提出了可变电容和枝节复合加载的哑铃形谐振器并对此进行了谐振特性分析,设计了基于此谐振器的低频通带可调而高频通带固定的平面差分双通带滤波器。谐振器差模等效电路产生的四个谐振模式构成独立可控的双通带。谐振器的共模等效电路产生多个谐振频率,且其中一些谐振频率和差模谐振频率叠加在一起。通过在谐振器背面的参考地上刻蚀星形DGS单元,对共模信号加以抑制但不影响差模信号。通过调节DGS单元的数量、尺寸和位置,实现对两差模通带对应处的共模信号抑制进行独立控制,且在差模低频通带调谐时同样可实现共模信号的抑制。