宽带滤波电路中可重构限带结构的设计与分析(2)
滤波器便是这一趋势中最好的例子，因为滤波器是影响系统在频段选择处理表现中最重要和
最有挑战性的一个器件[4], [5]
。我们需要分析滤波器的传输函数，从中心频率，通带，群延时
和选择性等角度对滤波器进行完全控制。这样，射频信号在任意角度的频谱特性才能被正确
处理，在每一种状况下的系统外噪音和干扰才能被高效去除。最终，整个系统的品质因数才
能达到比较高的水平，并正常地工作。
随着电子可重构滤波器在现在以及未来的无线系统中所发挥的越来越重要的作用，关于
它的发展态势也得到了越来越多人的关注。例如，超宽带（UWB）技术需要作用在一个较宽
的无线频谱范围里，但无线频谱是一种重要的稀缺资源，其用途受到严格的限制。当一个超
宽带无线系统工作时，会产生不少杂波信号。在这种情况下，那些进入系统内并且随时随地
都在变化的窄波信号会严重干扰超宽带系统的工作。这时，一个解决办法就是在超宽带带通
滤波器的通带内引入一个以电子方式控制的可重构限带结构。这样的一个限带结构将在宽带
雷达和电子作战中发挥很大的作用。
最近几十年以来，学者们根据潜在的应用前景相继提出了一系列关于可调/可重构射频/
微波滤波器的结构，以用于不同方面的技术发展，预期应用方面包括：卫星通信，手机通信，
防卫/军事系统等等。在学者们提出的各种结构中，有不同的形式，如微带线、波导、同轴腔、
微波单片集成电路等[4]–[7]
。但是，平面电路易于设计，也容易集成到系统中，所以平面电路
无疑是一个更好的选择。设计电开关的可重构滤波器，需要将有源开关例如半导体二极管或
者是变容管、微电机械系统等其他的功能性材料器件，例如铁氧体变容管嵌入集成到无源滤
波结构中。由于微带线可以很容易地将这种集成电路做到小体积，所以基于微带线的集成电
路的研究越来越多。可以将这些滤波器分成几类，可调组合带通滤波器、射频微电机械可调
滤波器、压电前置放大可调滤波器（PET、可调耐高温超导体滤波器、可重构超宽带滤波器、
可调双频滤波器、可调阻带滤波器、可重构/可调双模滤波器和基于转换延迟线的可重构带通
滤波器。 1.2 超宽带通信系统简介
超宽带无线通信系统是一次利用短脉冲低能量无线信号在宽频带远距离传输大量数字信
号的技术革命。一般来说，UWB是指相对带宽到达20 %或者绝对带宽大于500 MHz 的信号
或系统。根据 FCC 的规定, Indoor UWB通信系统使用的频带为 3.1~10.6 GHz。这一规定的
目的是充分利用稀有的无线频谱资源，在保证高速率的个人区域网无线连接的稳定性和更远
的传输距离的同时，像雷达和成像系统这类低速率传输的应用的性能也能得到保证 超宽带通信并不是崭新的科技，它最初是在 1901 年由意大利的马可尼(G.Marconi)提出的。
他利用火花隙无线发射机跨越大西洋传输摩斯码序列，可是当时没有考虑由电磁脉冲提供的
宽带和实现多用户系统的能力。大概五十年后，现代脉冲传输在军事应用方面以脉冲雷达的
形式得到了很大发展。UWB 技术起源于 1962 年对电磁场的时域分析。得益于科学工作者们
对脉冲激励和测量技术的研究，直接对脉冲响应的测量得到了实现。由于技术到位，这些都
可以用来实现短脉冲雷达和通信系统。这之后的几十年，许多通信技术都陆陆续续地被发明
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