在通信系统中,滤波器作为选频器件具有至关重要的作用。通信技术的不断更新与进步对滤波器的发展提出了新的挑战:既要满足越来越高的系统要求,还要具备应用场景所需的耐腐蚀性、柔性和机械稳定性等新特性。石墨烯薄膜具有这些方面的优异特性,探索石墨烯薄膜的射频微波应用技术与器件将会对微波应用领域和石墨烯产业产生积极影响。为此本文研究高导电率石墨烯薄膜在微带滤波器方面的创新应用。本文开展了如下三个方面的研究,获得了石墨烯薄膜在微带滤波器方面应用的新结果:(1)研究了高电导率石墨烯薄膜的低通滤波器。该滤波器采用课题组研制的电导率高达1.1×10~6 S/m的石墨烯薄膜代替传统金属进行设计制作。该石墨烯薄膜滤波器的制作结合了激光雕刻技术和石墨烯薄膜的特点,具有经济便捷、高效环保、准确快速的优点。研究表明用这种方法制作的石墨烯薄膜滤波器的实测与仿真结果具有较好的一致性,微波信号可以有效地在该滤波器中进行传输。该石墨烯薄膜滤波器实际截止频率为2.4GHz,带内插入损耗为0.68dB,在4GHz处插入损耗为29.61dB,能达到传统金属铜滤波器的性能标准。(2)研究了高电导率石墨烯薄膜的宽阻带带通滤波器。该滤波器采用发夹型结构进行设计研究。由于传统的发夹型滤波器容易产生寄生通带,在设计中通过增加L型枝节的方法达到抑制寄生通带的目的。通过仿真软件对该滤波器进行了S参数和电流密度的仿真,探究了枝节数目对该滤波器寄生通带的抑制性。仿真结果表明,枝节数目越多,抑制性越好,并且枝节的增加基本不影响滤波器的通带性能。该滤波器增加了四个枝节后,成功将阻带范围拓宽为3.8GHz-10.18GHz,阻带宽度比无枝节的传统发夹型滤波器宽4.39GHz。(3)研究了高电导率石墨烯薄膜的柔性滤波器。完成了该滤波器的设计、制作与测试。石墨烯薄膜的柔性滤波器在平坦状态下的实测结果表明,该滤波器截止频率为3.6GHz,通带内最大插入损耗为0.82dB,5GHz处的插入损耗为26.2dB,阻带范围扩展至12GHz,与仿真结果基本一致。将石墨烯薄膜滤波器向下弯曲10°、20°、30°、40°、50°时,与平坦状态相比弯曲时性能变化很小。对该柔性滤波器的稳定性研究结果表明:经过20次弯曲之后,石墨烯薄膜的柔性滤波器仍然保持了较好的性能,而相同基板材料的铜滤波器仅一次测试后因铜导体带断裂而失效,证实了这种滤波器的良好柔性和稳定性。通过这些高电导率石墨烯薄膜在微带滤波器中的应用研究,拓展了石墨烯薄膜在射频器件中的应用,为新特性石墨烯薄膜滤波器的发展提供了基本研究结果。