滤波器在通信系统中的作用十分重要,在射频接收机中滤波器是使用最多的微波元器件,作为射频接收机的关键部件之一,它的性能好坏直接决定着接收机能否有效工作。随着通信设备的更新换代,要求接收机中的各种功能部件的性能都要得到提升,对滤波器的要求就显得更加苛刻。高温超导滤波器作为一种高性能的滤波器,通过灵活的设计,可以实现各种高性能改善,如大幅度减小插入损耗、制作极高选择性、均衡群时延减小相位失真、以及面积小型化、带外高次谐频抑制等。同时又由于通信速率的不断提升,滤波器的带宽也需要不断地提升,传统设计方法已经限制了滤波器的带宽,近几年来,一类基于多模谐振原理的多模滤波器也表现出较高的优势,该类滤波器不但具有极小的插入损耗,而且可以形成较宽的通带,符合高速通信的要求,对未来5G基站通信的作用较大。本文鉴于高性能超导滤波器以及宽带滤波器研究的重要意义进行选题并研究,研究的主要内容包括:1.宽阻带自均衡高温超导滤波器的研究与设计。基于开口环型谐振器的磁场分布与电场分布分别位于谐振器中部与谐振器终端的特点,本设计在开口环型谐振器上添加了阶跃阻抗线与插指电容结构,并将整体谐振器制作成L型,便于实现交叉耦合。最终该高温超导滤波器实现了小型化、低插入损耗、宽阻带、平坦群时延等特性于一体,滤波器表现出较高的综合性能。2.C波段宽阻带高温超导滤波器。该滤波器始终基于阶跃阻抗线的原理,将传统的阶跃阻抗线进行适当的折叠增大了耦合系数,滤波器能获得较宽的带宽。同时又采用了平行耦合馈线,进一步增强了滤波器的阻带抑制特性,最终谐频被抑制在21GHz之外,给处在C波段卫星通信系统中的高性能滤波器提供了良好的设计思路。3.高性能双宽带以及三宽带滤波器的设计。两款滤波器均采用了多模谐振的原理,谐振器添加了多个耦合通路,使得谐振模式不再是在半波长对应的频率处单模谐振,该类多模谐振器中有多个模式被同时激励,依次从低频到高频分布,本文利用这些模式设计成多个较宽通带的滤波器,使得插入损耗得到大幅度降低,采用中心加载阶跃阻抗线结构后,谐频也被抑制到了较远位置。设计时先利用matlab对各自的枝节的长度与宽度进行了初步预算,之后使用仿真软件验证与优化,得到了较好的结果,两款滤波器在各自通带内的最大插入损耗均不超过1d B,相对带宽均能达到10%以上,完全符合宽带滤波器的应用要求。