Design of UWB Band-pass Filters with GPS Band Rejection.pdf

《超宽带带通滤波器设计与GPS频段抑制》 本文主要探讨了一种紧凑型超宽带(Ultra-Wideband, UWB)带通滤波器的设计，该滤波器具有对GPS频段的抑制功能。由Seung-bac K JUNG和Seung-in YANG在Soongsil大学电子工程系提出，他们设计的滤波器结构简洁，通过结合高通滤波器、低通滤波器以及带有集总元件的谐振器来实现。 超宽带通信系统近年来随着无线通信技术的快速发展而备受关注。2002年，美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission, FCC)批准了在3.1 GHz至10.6 GHz的超宽带频率范围内进行无许可的室内和手持无线通信。在UWB无线通信系统中，带通滤波器是至关重要的组成部分，它需要有10%的频率带宽(Frequency Bandwidth, FBW)，低插入损耗，高的回波损耗，并且在整个通带内保持恒定的群延迟特性。 设计中，提出的带通滤波器采用了缺陷地面结构(Defected Ground Structure, DGS)以获得低通滤波器的特性。这种DGS结构使得滤波器尺寸远小于级联型滤波器，同时保持了良好的性能。仿真结果显示，滤波器在2.2 GHz至10.6 GHz的通带内，插入损耗小于0.3 dB，而在整个带宽内，反射损耗低于18 dB。特别的是，该滤波器在GPS频段具有36 dB的抑制水平，有效避免了GPS信号的干扰。 带通滤波器设计中常见的结构包括并行耦合结构、共面波导(Co-planar Waveguide, CPW)结构等。这些结构各有优缺点，如并行耦合结构可以实现大带宽，但可能尺寸较大；CPW结构则易于集成，但可能需要更复杂的工艺。DGS结构的优势在于能够在减小滤波器尺寸的同时提供所需的滤波特性，因此在便携式无线通信设备中特别受欢迎。 本文提出的超宽带带通滤波器设计结合了多种滤波器理论和技术，成功实现了对GPS频段的抑制，为UWB通信系统的优化提供了实用的解决方案。同时，该设计方法对系统开发和参考文献研究具有指导意义，对于理解和优化超宽带滤波器设计具有重要价值。