【正文】 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 ! 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。 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。 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。 （ 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 15 設濾波器的帶內(nèi)波紋為 ，查表可得 gl=， g2=。 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。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。因此 SIR比 UIR多了一個 設計的自由度。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。173。其基本結構如圖所示。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。 (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。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。 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]。ω1180。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(zhì)濾波器和腔體濾波器等等。此方法較適用于兩個通帶頻率相差較大的場合。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。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]。本論文所研究的利用階梯阻抗諧振器實現(xiàn)雙頻濾波的方法，與傳統(tǒng)的濾波器組合、零極點綜合等方法相比，具有結構緊湊、設計靈活等優(yōu)勢，由此設計的雙頻濾波器其第二通帶的頻點位置可通過阻抗比 Rz及諧振器的長度進行調(diào)節(jié)。新近涌現(xiàn)的新技術和新材料推動了射頻濾波器的快速發(fā)展，這些新技術和新材料包括：高溫超導技術、低溫共燒技術、微波單片集成電路、微機電系統(tǒng)技術 和顯微機械技術 [1][2]。 雙頻段微波濾波器，可以同時工作在無線通信兩個不同頻段。 無線通信中雙頻段濾波器的常用設計方法主要 有： 1．濾波器組合。 在低頻時，濾波器的“組成元件”是理想的電感器和電容器，這些元件具有很簡單的頻率特性。從圖 ，在 ω180。因此，如此理想特性的濾波器是不能夠?qū)崿F(xiàn)的。處的衰減值，它是阻帶內(nèi)的最小衰減值。對于相鄰諧振器間的每一個間距 s，都可以通過式 (23)和 (24)和仿真軟件得到兩諧振器的耦合系數(shù)值，改變諧振器間的耦合間距 s，可得到兩個諧振器間距離和耦合系數(shù)的關系曲線，諧振器間的距離和耦合系數(shù)關系曲線可用來確定諧振器間的相對位置?？杀硎緸椋? dBldBhdB ffBW 101010 ?? (27) 其相對帶寬 FBW 定義為 10dB 帶寬與通帶中心頻率的比值，可表示為： 010 / fBWF B W dB? (28) (5)矩形系數(shù)：定義為 60dB 帶寬與 3dB 帶寬的比值，它描述了濾波器在截止頻率附近響應曲線變化的陡峭程度。 第三章 階梯阻抗諧振器（ SIR） SIR的基本結構 SIR是由兩個或兩個以上具有不同特性阻抗的傳輸線組合而成的橫向電磁場或準橫向電磁場模式的諧振器。173。短路面 圖 SIR的基本結構 圖 ，在傳輸線開路端和短路端之間的特性阻抗和等效電長度分別為 Z Z2和 θ θ2。該圖顯示出 λg/2型 SIR的電路版圖和耦合電路集成化有很大的靈活性 [13]。諧振時 式 (34)等于 0，可以得到： 2s1 ?? ? 0s2 )(a r c ta n ??? ???? zR （ 35） ?? ?s3 由式 (35)得到各雜散頻率與基本頻率之比分別為： z0s10s1 R2 a rc ta nff ??? ?? ?????????????????????0s10s30s30s10s20s2ff2ff1ff2ff???? （ 36） 從 (36)式可以看出，各雜散頻率的位置由阻 抗率 Rz決定，通過調(diào)節(jié)阻抗 比 Rz可以很方便地控制?? ?? 4z2z2zz2zz2in tantan)1(2 tan)tan)(1(2j RRRR RRYY ????? ??? 11 各雜散頻率的位置，這是 SIR一 個比較重要的特點。在不同阻抗比 Rz的條件下， SIR的 第二個和第一個通帶頻率之比 f2/f1和 u值的關系曲線如圖 (a)所示，諧振器總的電長度 t? 和 u值的關系曲線如圖 (b)所示 。本章首先從理論上分析 SIR的諧振結構參數(shù)的確定方法，其次給出了所設計雙頻濾波器的結構模型以及 在 HFSS仿真軟件 [15]下所完成的該濾波器的優(yōu)化結構參數(shù)，以及仿真結果。 圖 設計二雙頻帶通濾波器的結構圖 濾波器的尺寸與 ， RZ=， Z2=45Ω， Z1=56Ω， u=， θt=168o。文中首先介紹了目前國內(nèi)濾波器的研究主要集中在單頻濾波器上這一事實，而對應用越來越廣泛的雙頻濾波器的研究還很少的這一現(xiàn)狀，接著，介紹了階 設計 插入損耗 （ dB） 回波損耗 （ dB） 相對帶寬 （ %） 階數(shù) 尺 寸 （ mm2） 優(yōu)缺點 設計一 18/17 2 *30 優(yōu)點：通帶內(nèi)差損小，可控帶寬寬 缺點：帶外抑制特性不好 設計二 12/ 2 *27 優(yōu)點：通帶平穩(wěn)， 缺點：帶外抑制性不好 18 梯阻抗諧振器的基本結構和特性，從階梯阻抗諧振器具有雜散響應這一特性入手，分析了其實現(xiàn)雙頻濾波器的原理，引出了設計階梯阻抗雙頻濾波器的理論依據(jù)；然后，根據(jù)階梯阻抗諧振器可通過調(diào)整其阻抗比來控制雜散響應的特點，給出了用階梯阻抗諧振器設計雙頻濾波器的過程，并利用其設計兩種無需外加輸入輸出匹配電路的雙頻帶通濾波器，進行仿真。韓老師淵博的知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和勤奮的工作精神給我留下了深刻的印象，這幾個月以來的諄諄教誨，使我受益終身