【正文】 and Bandpass Filter Using SIR Abstract With the high development and the need of wireless munications, and the dualband portable telephones and WLAN (wireless local area work) are quite popular, and the dualband filters bee the key ponents in the front of these munications systems. Using the method of SteppedImpedanceResonator to realize dualpassband filters is researched in this dissertation, paring to the traditional methods that bination filters, he synthesis of zeros and poles and so on, they have advantages of pact structure and convenient design, and the second resonant frequency of the designed dualband filter can be controlled by the impedance ratio Rz and the length of the resonator. The structure and characteristic of SteppedImpedanceResonators are presented in this paper, with an emphasis on the halfwavelength SteppedImpedanceResonators, the advantages of the SIR and the principle to realize dualband are researched too. And four dualpassband filters with controllable bandwidths ale proposed for WLAN () using halfwavelength resonators. Key words Dualband filter, SIR, impedance ratio 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復 印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。近年來，相比與其它領域，移動通訊技術得到了飛速發(fā)展，不但增大了射頻濾波器的需求，同時也對其提出了更高的要求 —— 高性能、小型化、輕型化、低成本。隨著無線通信的迅猛發(fā)展，單頻段通信系統(tǒng)越來越顯示出它的局限性，促進雙頻段及多頻段通信系統(tǒng)相關方面的研究 [3]。因此，對雙頻帶濾波器的研究具有重要的意義和實用價值。傳統(tǒng)設計雙頻通信系統(tǒng)，每一個通信系統(tǒng)都有其獨立的天線，濾波器，低噪聲放大器等元器件，因此體積大，功耗大。國內(nèi)對于雙頻段通信系統(tǒng)研究和應用也 一直非常重視，但對雙頻段濾波器設計理論研究，特別是在應用研究與開發(fā)上，國內(nèi)還處在起步階段，與歐美同等國相比仍有一定差距。此方法較適用于兩個通帶頻率相差較大的場合。然而具有這樣理想特性的濾波器是不存在的，濾波器的設計目標是：在盡可能允許的范圍內(nèi)近似的達到理想濾波器的要求，它對所有要求的通帶頻率范圍內(nèi)的信號提供盡可能的傳輸，而對通帶外的頻率信號盡可能的抑制 [9]。近幾年來隨著微波集成電路的迅速發(fā)展，電子電路的構成完全改變了，電子設備已日趨小型化，有源濾波器和陶瓷濾波器將逐步取代原來在低頻部分必不可少的 LC型濾波器 ,同時在高頻部分也出現(xiàn)了許多新型的濾波器，如微帶濾波器、介質濾波器和腔體濾波器等等。圖中縱坐標表示衰減，橫坐標為角頻率。ω1180。然而實現(xiàn)這種理想頻率響應濾波器需要無數(shù)多個元件，這在實際中是不可能辦到的。 圖 (a)所示的響 應通帶內(nèi)頂部最平坦，故稱為 “ 最平坦響應 ” ，通常也叫做 “ 巴特沃思 (Butterworth)響應 ” ，圖 (b)所示的響應通帶和衰減均有規(guī)律性的起伏，且幅度相等，稱為 “ 等波紋響應 ” ，也常叫做 “ 切比雪夫 (Chebyshev)響 應” [1]。 以上為阻帶， LAs 是阻帶內(nèi)指定頻率點 ω1180。諧振器間的耦合特性可使用高頻電磁場仿真軟件 (HFSS)得到，通過采用弱耦合到兩個相互耦合的諧振器，在諧振器諧振點附件將出現(xiàn)兩個諧振峰，這兩個諧振頻率峰是由諧振器的原始諧振峰分離而成的。 利用仿真軟件求出相鄰諧振器對應的耦合系數(shù)，然后采用曲線擬合的方式求出耦合間距的大小，通過 HFSS仿真軟件，提取得到諧振器間的耦合系數(shù)。 (2)插入損耗：在理想情況下，處于射頻電路中的理想濾波器，在其工作的通帶內(nèi)不會引入任何的損耗。 (4)頻帶帶寬：對于帶通濾波器，定義為濾波電路的通帶內(nèi)達到 10dB衰減對應的高端截止頻率和低端截止頻率的差值。但在實際的應用中，我們只能得到與濾波器 元件數(shù)目相關的有限的衰減量。功率損耗通常被定義為是外接負載上的和濾波器本身的功率損耗之和，有載品質因數(shù) QLD即以此來定義，表示為： EFLD Q111 ?? (211) 式中， QF濾波器的固有品質因數(shù)， QE為濾 波器的外界品質因數(shù)。其基本結構如圖所示。 開路面 173。173。173。這是由于 λg/2型 SIR是由帶狀線和微帶線結構組成，允許有更廣的集合結構形式，且和有源器件有很好的兼容性。圖 (e)是圖 (d）的 改進結構，為進一步微型化，間距因素被明顯地擴大了。因此 SIR比 UIR多了一個 設計的自由度。設基本諧振頻率和雜散諧振頻率分別為 f0、 fs fs fs3，相 應的 θ分別為 θ0、 θs θs θs3。從圖中可以看出，當 0RZ1時 ，總的電長度取得極小值 [13]；當 RZ1時，總的電長度取得極大值。根據(jù)式 （ 32） ， λg/2型 SIR的諧振條件為： 0tantan 21 ?? ??ZR ? ?1ff ? (313) 0tantan 12 ?? ?? ZR ? ?2ff ? (314) 式子 （ 313）、（ 314） 中 f1和 f2分 別為諧振器的基頻和第一雜散響應頻率， SIR諧振器可采用等電長度（ 21 ??? ）或非等電長度（ 21 ??? ）兩種形式，為了增加設計的靈活性，在本文的設計中，我們采用非等電長度，令 ? ?212 / ??? ??u ， ? ?212 ??? ??t ，由式 （ 313） 、 （ 314） 可得： ? ? 02t a n21t a n 21 ????????????? ?? ?? uuR Z ? ?1ff ? (315) ? ? 021t a n2t a n 1 ??????? ???????? ?? uRu Zt ? ?2ff ? (316) 由式 (315)和 (316)可知， u和 Rz的 值一旦確定，濾波器所對應的的頻率 f1和 f2便可確定。 第四章 基于 SIR的雙頻帶通濾波器的設計與仿真 引言 對于微波帶通濾波器，由于分布參數(shù)傳輸線頻響特性的周期性，使得在離開中心頻率的主通帶一定頻率處會出現(xiàn)寄生通帶，最靠近主通帶的寄生通帶其中心頻率一般為基頻 的 2或 3倍。本章中的雙頻帶通濾波器均無需外加輸入輸出匹配 電路，在結構上更小巧緊湊。 （ a）在 k12 （ b）在 k12 圖 耦合系數(shù)與耦合距離 S1和 S2的關系曲線 山西大學本科畢業(yè)論文（設計） 15 設濾波器的帶內(nèi)波紋為 ，查表可得 gl=， g2=。 變形后的 SIR雙頻帶通濾波器的設計與仿真 將圖 中的諧振器 2 放入諧振器 1 中，所設計的雙頻帶通濾波器結構如圖所示，圖中，設計一種兩中心頻率分別為 和 的雙頻帶通濾波器，諧振器 1 與諧振器 2 通過兩段低阻抗線耦合，其耦合系數(shù)由 S1和 S2調(diào)節(jié) 。 兩種設計的比較與總結 本節(jié)介紹了兩種雙頻帶通濾波器的設計方法和仿真結果，表 列出了以上設計的兩種雙頻帶通濾波器的性能比較。 第五章 總結與展望 總結 本文以無線通信中的雙頻帶通濾波器為研究對 象，在如何用階梯阻抗諧振器實現(xiàn)雙頻段濾波器的設計理論方面進行了一些探索性的工作。 2． 本文提出的所有結構的雙頻濾波器，兩通帶帶寬均不可分別控制，即很難得到兩通帶帶寬相同的雙頻濾波器。感謝韓老師在課題研究中對自己的不斷指導和教誨，特別是本課題的所有工作都是在韓老師的悉心指導下完成的。 在此，我要深深地感謝我的父母和姐弟在各方面對我莫大的支持和鼓勵 !感謝你們?yōu)槲腋冻龅囊磺?! 最后，向所有評閱此論文的各位專家和教授致以深深的謝意 ! 山西大學本科畢業(yè)論文（設計） 19 參考文獻 [1] 甘本祓，吳萬春．現(xiàn)代微波濾波器的結構與設計．北京：科學出版社， 1974 [2] Hong， ． Microstrip Filters for RF/Microwave Applications． New York： JOHN WILEYamp。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。 論文密級： □ 公開 □ 保密 （ ___年 __月至 __年 __月 ） (保密的學位論文在解密后應遵守此協(xié)議 ) 作者簽名： _______ 導師簽名： _______ _______年 _____月 _____日 _______年 _____月 _____日 山西大學本科畢業(yè)論文（設計） 22 獨 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計 (論文 )，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權爭議。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設計（論文）使用授權聲明 本人完全了解 濱州學院 關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定。本次畢業(yè)設計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結尾了。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。再次對周巍老師表示衷心的感謝。 四年的大學生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。 學友情深，情同兄妹。是他們在我畢業(yè)的最后關頭給了我們巨大的幫助與鼓勵，給了我很多解決問題的思