【正文】 對我的諸多幫助，和他們一起度過的美好時光，我將銘記在心 。 展望 在本文 即將結束之際，本人認為該領域的研究工作還可以在如下幾方面繼續(xù)深入： 1． 由于 SIR諧振器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，因而其組合處存在非連續(xù)性的問題，這種非連續(xù)性在高低阻抗值相差越大時對諧振器的影響就越大。仿真時 同樣 選用介電常數(shù)為 ，介質(zhì)層厚度為 ，損耗角正切為 Rogers R03010，在仿真軟件中優(yōu)化調(diào)整使得諧振頻率點分別位于 ， 用 HFSS建立模型，模型如圖所示： 圖 設計二雙頻帶通濾波器的 HFSS模型 1 . 0 0 2 . 0 0 3 . 0 0 4 . 0 0 5 . 0 0 6 . 0 0 7 . 0 0F r e q [ G H z] 6 0 . 0 0 5 0 . 0 0 4 0 . 0 0 3 0 . 0 0 2 0 . 0 0 1 0 . 0 00 . 0 0Sparameter(S11 S21)/dBA n s o f t C o r p o r a t i o n H F S S D e s i g n 1X Y P l o t 3C u r v e In f od B ( S ( W a v e P o r t 1 , W a v e P o r t 1 ) )S e t u p 1 : S w e e p 1d B ( S ( W a v e P o r t 2 , W a v e P o r t 1 ) )S e t u p 1 : S w e e p 1 圖 設計二的仿真結果 17 仿真結果如圖 ，從圖中可以看出，在第一通帶內(nèi)， ，等波紋相對帶寬為 12%，在第二通帶內(nèi)， ，等波紋相對帶寬為 %。 14 SIR雙頻帶通濾波器的設計與仿真 本節(jié)利用 SIR設計一個兩級的雙頻段濾波器，雙頻段濾波器工作 于 WLAN中 ，其通帶中心頻率分 別為 ， 兩中心頻率 之為 ，相對帶寬分別為 10％和 8％，該濾 波器由兩個完全相同 的 SIR諧振器構成，兩個諧振器通過兩段低阻抗線耦合，其耦合系數(shù) 通過結構參數(shù) Sl和 S2調(diào)節(jié)，其結構圖如圖 ： 圖 設計一雙頻帶通濾波器的結構圖 濾波器尺寸的確定： 設計中取 RZ=， Z2=45Ω，計算得 Z1=56Ω，從圖 (a)中可看出 u=，則由圖 (b)可得到 θt=168o，進而推出 θ θ2的值。 13 圖 不同 Rz下 f2/f1及 t? 隨 u值的變化曲線 由圖 (b)可知，在 0Rzl時 ， t? 180o，在 Rzl時， t? l80o，為減小濾波器的尺寸，在本文的所有設計中，我們都選 用 0Rzl。 圖 各雜散頻率與基本諧振頻率昀比值隨阻抗比 zR 的變化曲線，由曲線可知： 圖 阻抗比與歸一化雜散頻率的關系 2ff12ff12ff10s1z0s1z0s1z??????時，當時，當時，當RRR (37) 以上特點對利 用 SIR作為 諧振器來設計超寬帶濾波器非常重要，通過選擇合適的阻抗比 RZ的值，可以方便地將濾波器的工作頻段調(diào)到我們所需要的頻段。 以 λg/2型 SIR諧振器為研究對象，由開路端看進去的輸 入導納 Yin，根據(jù)文獻 [11]，可以表示為： 212221221212in t a nt a n)1(2)t a n1)(t a n1( )t a nt a n)(t a nt a n(2j ???? ????zzzz RR RRYY ???? ??? (31) 取 0in?Y 得諧振條件為： 2112z ta nta n ???? ZZR (32) 從式 (31)，我們能理解 SIR的諧振條件取決于 θ θ2和 阻抗比 RZ。表征SIR的 電學參數(shù)的是兩段傳輸線 阻抗 Z2 和 Zl 的 比值，定義如下：阻抗比 12 /ZZRZ ? 。173。 SIR常用的有三種基本結構，它們分別對應的是 λg/4型 、 λg/2型 和 λg型 SIR。理想濾波器的矩形系數(shù) 1?SF ，在實際應用中，這種濾波器是不可能實現(xiàn)的，因而要求矩形系數(shù)越接近于 1 越好。 微波濾波器的基本設計參數(shù) (1)中心頻率、截止頻率、歸一化頻率：對于低通濾波電路和高通濾波電路， ωc表示截止頻率；對于帶通濾波電路和帶阻電路， ωc表示中心頻率，歸一化的頻率 Ω 是一個量綱的量， c???? (25) 7 對于低通濾波電路和高通濾波電路，歸一化截止頻率為 1；對于帶通或者帶阻濾波電路，歸一化中心頻率為 1。 LAr、 LAs 都是在設計濾波器前要預先給定的設計指標參數(shù) [1]。在具體的實現(xiàn)過程中是采用特性函數(shù)來逼近它，所選函數(shù)的不同，會有不同的頻率響應 [1]。=0～ ω1180。與低頻段濾波器相比較，微波濾波器的主要特點之一就是其物理尺寸可與波長相比擬，因而當其波長發(fā)生變化時，它必然會表現(xiàn)出周期特性，即濾波器除基 頻響應外，還有周期性的雜散響應。將兩個中心頻率不同的帶通濾波器并聯(lián)，但由于兩個帶通濾波器共有兩個輸入端口和兩個輸出端口，為了得到單端口輸入和單端口輸出，需將兩濾波器的輸入和輸出端口分別相連接，由此引起的阻抗失配問題須外加匹配電路得以解決，這將會增大濾波器的體積和附加損耗； 2．零點和極點綜合。這種濾波器是用一個雙頻段單元來處理兩個波段的信號。 現(xiàn)代信息社會中不斷膨脹的巨大信息量要求通信技術向著高速、寬帶、大容量方向發(fā)展，這就意味著信息的傳播媒體一電磁波的使用頻率不斷向更高的頻段方向拓展。 1 基于 SIR 的雙頻帶通濾波器的設計與仿真 學生： ****** 指導老師： ****** 摘 要 隨著無線通信的迅猛發(fā)展及需求的不斷增加，雙頻便攜式電話和無線局域網(wǎng)被廣泛應用，雙頻段濾波器也就成為這些通信系統(tǒng)前端的重要器件。同時單頻段通信系統(tǒng)已顯得陳舊，不能很好地滿足無線通信的需求。這種設計概念提供了容易實現(xiàn)的基礎設施和高性能的產(chǎn)品。此方法通常適用于兩個通帶頻率相差較小的場合； 3．利用耦合諧振濾波器的寄生通帶 。在微 5 波頻段下，必需采用分布參數(shù)來設計微波濾波器，它比低頻時要復雜的多。 范圍內(nèi)濾波器的衰減為零，稱之為“通帶”，在 ω180。 圖 低通原 型 濾 波器衰減頻率特性 （ a） Butterworth 響應 （ b） Chebyshev 響應 圖 常見濾波器的響應 6 兩種最常見濾波器的響應如圖 所 示。 耦合諧振 帶通濾波器的理論 當兩個諧振器靠近時，它們之間便會有電磁場耦合。采用歸一化頻率 可以簡化對濾波器電路的設計過程。 dBldBhdBldBhdBdBff ffBWBWSF 336060360???? （ 29） (6)阻帶抑制：在理想情況下，希望濾波器在阻帶頻段內(nèi)具有無窮大的衰減量。這三種結構都包括了由開路端、短 路端和它們之間的階躍結合面， λg/4型 、 λg/2型 和 λg型 SIR能分別被看成是由 1個、 2個、 4個基本單 元組成 [13]。173。 9 λ g/2型 SIR的基本結構和特性 本節(jié)將討論 λg/2型 SIR的基本結構和特性，在實際的應用中 λg/2型 SIR比 λg/4型 SIR用于更多的射頻器件。一般均勻阻抗諧振器 (UIR)的諧振條件唯一地取決于傳輸線的長度，而對 SIR則同時要計入長度和阻抗比。 λ g/2型 SIR 諧振器的電長度 從 圖 以得到， λg/2型 SIR總的電學長度： (38) 結合基本諧振條件式 (32)可以得到： （當 RZ? 1時） (39) ???T (當 RZ=1時 ) (310) 將式 (39)