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现代通信系统的迅速发展对射频器件提出了越来越高的要求。个人移动信息终端,例如手机、GPS(Global Positioning System)和PDA(Personal Digital Assistant)等,一直在向“永远在线”的目标前进,从而要求射频集成电路、分立元器件在具有更高性能的同时保持体积和重量的持续缩小。现代的单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC)已经有能力集成包括功率放大器(Power Amplifier,PA)、低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)、混频器等在内的射频有源器件,但将射频滤波器等无源器件在保持乃至提高性能的前提下集成于MMIC,仍然是学术界和工业界重要的研究课题。本文主要针对MMIC中的微带滤波器小型化、高性能设计技术进行研究。利用阶跃阻抗谐振单元(Stepped Impedance Resonator,SIR)谐波抑制好、尺寸小、频带宽等优点研究了其在微带滤波器设计中的应用,并进一步利用缺陷接地结构(Defected Ground Structure,DGS)和马刺线(Spurline)的带阻特性,以及馈电和耦合方式的改进,设计并实现了在尺寸、性能上均取得了很大改进的微带滤波器。本文主要创新点如下:(1)提出了一种非对称阶跃阻抗谐振单元的新型结构,并推导了其集总参数等效电路。在其基础之上,分别设计了结构紧凑的低通和带通滤波器。在低通滤波器设计中,成功地应用了DGS和Spurline的带阻特性,并得到了结构紧凑、性能良好的低通滤波器实现方案;在带通滤波器设计中,谐振单元分别利用混合耦合法及短截线法来实现带通特性,并分析了其传输特性。测试结果表明,新型的非对称阶跃阻抗谐振单元在减小滤波器尺寸的同时,也改善了滤波器的传输特性。(2)提出了应用谐振单元的不连续性设计双模滤波器(新颖的五边形片式双模滤波器)的方法。通过综合运用非正交的输入/输出馈电方式,新颖的耦合方式及非完全对称的谐振结构,两种相互垂直且谐振于不同频率的衰减模得以激励。得到了通带插入损耗小、上阻带带外抑制高、下阻带宽的滤波器。该滤波器结构紧凑,不需引入其他干扰元素就可实现双模特性。