滤波器是用来分开或者组合不同频率电磁波的电子器件,在军事以及民用无线通信中都扮演着十分重要的角色。近年来超宽带技术的迅猛发展,大大促进了超宽带滤波器的研究和应用。尤其是在FCC于2002年2月开放商用的3.1-10.6GHz短距无线通信频段,国内外的研究机构都取得了很大的进展。然而在X、Ku、K和Ka等的较高频段,研究成果则相对要少一些。本文采用屏蔽的悬置带线结构,以超宽带带通特性为目标,解决了谐振单元及耦合结构的选择和参数优化设计等关键技术,分别设计了工作频率范围为9-28GHz和9-31GHz的超宽带滤波器,加工制作了硬件实物,进行了实验测试,实现了良好的超宽带性能。主要研究内容包括：　　 ⑴对工作在X、Ku、K和Ka波段的各种微波传输线特性进行分析对比,考虑屏蔽的悬置带线结构在Ka波段以下毫米波和微波频段内的弱色散特性,选用这种结构来进行超宽带滤波器设计。同时,采用各谐振单元的宽面耦合方式以便于实现超宽带和低插损性能。　　 ⑵Y形-矩形耦合谐振单元的悬置带线超宽带滤波器的设计。选用Y形谐振单元和矩形耦合单元相结合的电路形式,每个Y形谐振单元通过腔体壁接地,并通过对面的矩形谐振单元实现耦合。带通滤波器两端各级联一个相同的低通滤波器以提高高端带外抑制。利用HFSS和CST,以给定的通带宽度和带外抑制指标为设计目标,对“Y”型谐振单元和矩形谐振单元的结构参数以及低通滤波器的结构参数进行优化设计。根据仿真设计结果加工制作了滤波器实验样品,实测结果表明,该超宽带滤波器的中心工作频率为15.9GHz,通带为9-28GHz,相对带宽约为119％,通带内插入损耗小于2.5dB,通带内回波损耗大于10dB,通带外在4GHz和40GHz处的抑制分别优于75dB和40dB。　　 ⑶Y形-Y形耦合谐振单元的悬置带线超宽带滤波器的设计。为了进一步展宽通带宽度,对上述滤波器的带通部分进行改进,采用Y形-Y形谐振单元双层耦合的电路形式,各单元也都与腔体壁相接,两层谐振单元有一部分上下重叠,重叠部分的尺寸直接决定带宽大小。通过对多个参数进行仿真优化设计,加工了实验样品。实测结果表明,该超宽带滤波器的中心工作频率为16.7GHz,通带为9-31GHz,相对带宽约为132％,通带内插入损耗小于2.5dB,通带内回波损耗大于10dB。该改进结构并未级联低通滤波器,在通带以外的6.5GHz和40GHz处的抑制分别达到了70dB和17dB以上。