以多节步阶式阻抗共振器设计超宽频带通滤波器之研究Design of Ultra.PDF

計畫編號:NSC97-2221-E018-018; 研究期間:200808-200907 以多節步階式阻抗共振器設計超寬頻帶通濾波器之研究 Design of Ultra-Wideband Bandpass Filters Using Multi-Section SIRs 李清和 摘要 本計畫旨在應用改良式半波長( λ/2)三節步階式阻抗共振器(TSSIR) 與新型λ/4 SIR 或 TSSIR 組合結構來設計超寬頻(UWB)帶通濾波器 (BPF) ，並將其實現在平板架構上。本計畫所提之UWB BPF 設計概 念為將TSSIR 、SIR 或其組合結構之前數個共振模態設計於UWB 頻 帶 (3.1 GHz-10.6 GHz)內以形成寬頻響應，並利用耦合微帶線、交錯 耦合結構、植入微帶殘段等方式來改善其頻率響應。計畫將分二年執 行：第一年之研究規劃主要為數種UWB BPF 結構，包括具高頻諧振 抑制之UWB BPF 、具有頻帶阻隔(band notch) 之UWB BPF 及多頻- 正交分頻多工(multiband orthogonal frequency division multiplexing, MB-OFDM)用之 UWB BPF 等。第二年之研究規劃延續第ㄧ年之工 作。為了改善 UWB BPF 通帶兩邊之頻率選擇性，我們將以原λ/4 TSSIR 組合結構再加入交錯耦合之電路安排來設計具有通帶兩側零 點之UWB BPF 。而為了擁有更寬的截止頻帶，我們亦規劃將多個尺 寸漸變之 SIRs 串接成一低通結構，並配合平行耦合饋入(出)設計來 製作寬截止帶之UWB BPF 。此外，近年來環形共振器亦常被用來設 計濾波器，故本研究亦嘗試以三節步階式阻抗式環形共振器來設計 UWB BPF 。在本計畫第二年之最後，我們將結合田口法(Taguchi’s Method)與單體法(Simplex Method) ，將計畫中所規劃之部分UWB BPF 的設計尺寸予以最佳化。預期本研究之成果將可作為超寬頻帶 通濾波器設計之有用參考，所提出之濾波器結構亦具有相當之實用價 值。 This project is devoted to the study of employing improved half-wavelength (λ/2) tri-section stepped-impedance resonators (TSSIRs) and combined quarter-wavelength (λ/4) SIRs and TSSIRs to design ultra-wideband bandpass filters (UWB BPFs). The designed UWB BPFs will finally be implemented on planar substrates and be measured and verified. The idea for the UWB BPF design proposed in this project is to have the first several resonant modes of the TSSIR, SIR, or their combined structures located in the desired UWB band (3.1 GHz-10.6 GHz) to obtain a broad band response. Then the techniques of implementing coupled lines, cross-coupled struc