【正文】 圖 圖 （ b） Sweep 設(shè)置圖 28 分形貼片濾波器的 設(shè)計(jì) 圖 圖 地 圖 圖 圖 圖 Radition 第四章 分形貼片等腰三角形濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 29 0 2 4 6 8504540353025201510505 S(1, 1) S(1, 2)Fr eq (GHz)LA(db) 圖 由圖 S11曲線可知其回波損耗約為 18db，滿足小于 15db 的要求，其工作頻率約為 （由于底邊設(shè)置為 17，不是前面所說(shuō)的 ），由圖中的 S12曲線可知其傳輸零點(diǎn)在 30db 一下，具有不錯(cuò)的濾波性能，插入損耗 ，也滿足了大于 3db 的要求，所以后續(xù)的優(yōu)化工作相對(duì)輕松了很多，只需微調(diào)相關(guān)的尺寸分析結(jié)果，觀察曲線是否有所提高即可。 4G 濾波器設(shè)計(jì) 濾波器原理與結(jié)構(gòu) 同樣的，類似于上述工作頻率為 和 工作頻率的濾波器，我們又設(shè)計(jì)了一個(gè)工作頻率為 4G的濾波器， solution frequency 設(shè) 為 4G，最大迭代 20，精度2%， sweep frequency 1G8G， step frequency ，電路表面鋪上 copper，介質(zhì)基板如上述論問(wèn)題到，介電常數(shù)為 ，厚度 h=，損耗正切角為 ，電路圖形如 1 2 . 0 28 . 4 94 5 176。 第四章 分形貼片等腰三角形濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 33 4 5 176。 圖 幾種常見(jiàn)的分型結(jié)構(gòu)的貼片三角形濾波器 26 分形貼片濾波器的 設(shè)計(jì) 第四章 分形貼片等腰三角形濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 分形貼片濾波器的設(shè)計(jì) 濾波器的原理與結(jié)構(gòu) 顯然，由第三章中圖 f01曲線可知，結(jié)果驗(yàn)證了前面公式 32的計(jì)算結(jié)果。這些未精心設(shè)計(jì)的分形結(jié)構(gòu)應(yīng)用在射頻電路，但是，不規(guī)則分形有粗糙的自相似性。然而，這些作品只能擁有一個(gè)單一的操作帶，不關(guān)心多波段。對(duì)微帶貼片諧振器的諧振頻率如式 31所示： 24 分形貼片濾波器的 設(shè)計(jì) (a) (b) (c) 圖 貼片諧振器 (a)圓形； (b)三角形； (c)方形； 0 2 nmnm rKcaf???? (31) 其中 ae為邊緣場(chǎng)的有效半徑， c為諧振器的周長(zhǎng)。我們的研究表明， 通過(guò) Hfss仿真得到的模擬結(jié)果類似于從等式（ 32）計(jì)算結(jié)果，等式（ 32）是用于確定所述諧振模式，并幫助設(shè)計(jì)所需的濾波器。在國(guó)外用制冷機(jī)冷卻超導(dǎo)濾波器系統(tǒng)已用于 通訊系統(tǒng)，從而大大地改善了通訊系統(tǒng)質(zhì)量 :提高通話質(zhì)量、增加通話容量、增大基站的覆蓋面積、增強(qiáng)基站的抗干擾能力、降低手機(jī)的發(fā)射功率和減少掉話率等，在現(xiàn)代信息戰(zhàn)武器裝備 (如預(yù)警飛機(jī)、雷達(dá)、電子戰(zhàn)設(shè)備、導(dǎo)彈制導(dǎo)部件等 )中，用高溫超導(dǎo)濾波器替代普通濾波器，可以大幅度地提高接收機(jī)的靈敏度和選擇性，增強(qiáng)抗干擾能力，提高通信距離和質(zhì)量，加長(zhǎng)預(yù)警時(shí)間，減小發(fā)射機(jī)功率，提高制導(dǎo)精確度，增加末端制導(dǎo)距離等。 SIR(階躍阻抗諧振器 )濾波器 階躍阻抗諧振器 (SIR)是由兩個(gè)以上具有不同特性阻抗的傳輸線組合而成的橫向電磁場(chǎng)或準(zhǔn)橫向電磁場(chǎng)模式的諧振器。為了減小尺寸，并且使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，適合規(guī)模化生產(chǎn)，采用4 諧振線在高介電常數(shù)基片上直接制作一種微帶濾波器，即梳狀線腔濾波器。采用 1/4 波長(zhǎng)傳輸線耦合諧振膜片結(jié)構(gòu)，可對(duì)此進(jìn)行改善。同軸腔體具有 Q值高、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，特別適用于通帶窄、帶內(nèi)插損小、帶外抑制高的場(chǎng)合。在 ～ 18GHz 的頻率范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn) 5％～60％帶通濾波，廣泛應(yīng)用于各種 軍、民用電子產(chǎn)品。在電路尺寸有較嚴(yán)格要求的場(chǎng)合發(fā)夾型濾波器得到了較為廣泛的應(yīng)用。對(duì)以上兩點(diǎn)的要求越高，濾波器所需用的元件越多，這將帶來(lái)生產(chǎn)工作和造價(jià)的增加。這些不同的頻率特性取決于電路的具體結(jié)構(gòu)，圖 26給出以上四種濾波器的基本結(jié)構(gòu)形式，各個(gè)元件的數(shù)值是和變換器衰減的頻率特性以及所接負(fù)載密切聯(lián)系著的。必須注意，在上式中，當(dāng)頻率變化時(shí)， P2 是跟著變化的。插入損耗是普通濾波器常用的參數(shù)。然而，不管電路結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，濾波作用的物理根源還是和前面所說(shuō)的完全一樣。與負(fù)載 R2相接，當(dāng)電源的頻率為零（直流）或較低時(shí)，感抗很小，負(fù)載 R2 兩端的 電壓降 第二章 微帶濾波器理論基礎(chǔ) 13 E2比較大（當(dāng)然這也就是說(shuō)負(fù)載 R2 可以得到比較大的功率）。原來(lái)為處理模擬信號(hào)所不可缺少的 LC 型濾波器，在低頻部分，將逐漸為有源濾波器和陶瓷濾波器所替代。 微帶線的特點(diǎn) 微帶線有如下特點(diǎn)： （ 1）平面電路，方便微波電路元件如微波二極管，三極管，微波單片集成電路模塊的安裝。但相對(duì)于譜域法，保角變換和變分法計(jì)算簡(jiǎn)單，在大多數(shù)情況下，可以滿足微波電路設(shè)計(jì)的要求。常用的介質(zhì)基片有三氧化二鋁陶瓷（ r? =9~10），復(fù)合微波介質(zhì)（ r? =2~20），聚四氟乙烯玻璃纖維（ r? =2~3）以及石英玻璃（ r? =）。 6 分形貼片濾波器的 設(shè)計(jì) 第二章 微帶濾波器理論基礎(chǔ) 7 第二章 微帶濾波器理論基礎(chǔ) 前言 引導(dǎo)電磁波能量向一定方向傳輸?shù)母鞣N傳輸系統(tǒng)都被稱為傳輸線 [20]，這些傳輸線起著引導(dǎo)能量和傳輸信息的作用，其所引導(dǎo)的電磁波稱為導(dǎo)波，因此傳輸線也被導(dǎo)波系統(tǒng)。這樣 , 微波濾波器的小型化已經(jīng)成為一個(gè)熱門的研究領(lǐng)域 , 在小型化基礎(chǔ)上提高性能是濾波器研究的主要內(nèi)容。 圖形一般不會(huì)從局部得到整體的信息，因?yàn)樗鼈儾粡?qiáng)調(diào)局部與整體的關(guān)系，而分形強(qiáng)調(diào)自相似性，自相似性就是局部與整體的相似性，局部中又有相似的局部，每一小局部中并不比整體所 包含的少，不斷重復(fù)，無(wú)窮嵌套，形成了奇4 分形貼片濾波器的 設(shè)計(jì) 妙的分形圖案。對(duì)于兩個(gè)相同的諧振腔，既有電耦合，也有磁耦合，其非對(duì)稱同步調(diào)諧耦合模型如圖 所示 : 第一章 緒 論 3 CmL1 LmL2 LmLmC2 CmC1 CmI11023I3I2 圖 腔體耦合電路模型 分形的概念 分形在英文中為 fractal，此詞源于拉丁文形容詞 fractus，對(duì)應(yīng)的拉丁文動(dòng)詞是frangere（破碎、產(chǎn)生無(wú)規(guī)則碎片）。 上世紀(jì) 80年代初期，開始了對(duì)于以實(shí)數(shù)傳輸零點(diǎn)來(lái)分析和綜合廣義切比雪夫?yàn)V波函數(shù)低通原型元件值的綜合為研究 [15]錯(cuò)誤 !未找到引用源。偉大的科學(xué)家 Cohn[5]又把計(jì)算機(jī)科學(xué)引進(jìn)到了濾波器設(shè)計(jì)中，使設(shè)計(jì)的速度與精度都獲得了前所未有的提高； Orchard[6]給出了用迭代分析法來(lái)設(shè)計(jì)濾波器的理論； Cameron[7]和 Atia[8]給出了用矩陣的方法來(lái)綜合設(shè)計(jì)濾波器的理論。圖 為一種濾波器在生產(chǎn)生活中的運(yùn)用。兩個(gè)擬議的分形帶通濾波器行不通的，他們的表現(xiàn)是通過(guò)測(cè)量各不相同。 開始日期 20xx110 完成日期 20xx61 院長(zhǎng) （簽字） 年 月 日 西 安 電 子 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作計(jì)劃 學(xué)生姓名 鄭曉 學(xué)號(hào) 04105126 指導(dǎo)教師 肖建康 職稱 副教授 學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè) 測(cè)控技術(shù)與儀器 題目名稱 分形貼片 濾波器 器設(shè)計(jì) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度 起 止 時(shí) 間 工 作 內(nèi) 容 查找資料，學(xué)習(xí)基本概念 理論研究 , 熟悉設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì) 20xx 年 5月 撰寫畢業(yè)論文，修改論文 20xx 年 6月 論文定稿，答辯 二、主要參考書目（資料） [1] 鄧哲 ,程崇虎 ,朱洪波 ,一種多模 微帶方形貼片帶通濾波器的設(shè)計(jì) , 微波學(xué)報(bào) , 第 22 卷 ,第 6期 ,5558,20xx. [2] JianGang Liang, WenLing Chen, GuangMing Wang, Harmonics suppression microstrip diplexer for 3G wireless munication system using fractalshaped geometry, Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 49, No. 12, 29732975, 20xx. [3] JianKang Xiao, YuFeng Zhu, Jeffrey S. Fu, DGS LPF with Ultrawide Stopband, Microwaves amp。 本論文和資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。 本課題研究并設(shè)計(jì)滿足 標(biāo)準(zhǔn)，并具有高頻率選擇性的平面貼片濾波器。在這篇論文中，分 別 對(duì)分形等腰直角三角形貼片 濾波器、分形等邊三角形濾波器、分形正方形濾波器 進(jìn)行了分析，新的單頻和雙頻射頻濾波器采用等腰直角三角形分形貼片諧振器模式提出。同時(shí)，體積、成本、設(shè)計(jì)速度也是用戶極 為關(guān)心的話題。上世紀(jì) 60年代，G． L． Matthaei[3]在其專著中對(duì)微波濾波器的經(jīng)典設(shè)計(jì)方法作出了較全面、系統(tǒng)2 分形貼片濾波器的 設(shè)計(jì) 的介紹，但主要針對(duì)最平坦型和契比雪夫型，未涉及橢圓函數(shù)型和廣義契比雪夫型。能快速精確的對(duì)濾波器進(jìn)行模擬優(yōu)化。 近年來(lái)，隨著軍事、科研、通信的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)微波濾波器在性能方面的需求不斷地提升。直觀而粗略的地說(shuō)，這些對(duì)象都是分形。卷入分形狂潮的出數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家外，還有化學(xué)家、生物學(xué)家、地貌學(xué)家等，在社會(huì)科學(xué)與人文科學(xué)方面，大 批哲學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家乃至畫家電影制作家都蜂涌而入。 分形 主要有四種， Couch 分形， Siepinsky 分形， Hilbert 等 。 微帶傳輸線的構(gòu)成 一般來(lái)講，微帶線指的是標(biāo)準(zhǔn)微帶線，但隨微波電路設(shè)計(jì)和工作頻率的要求不同，還有微帶線的其它變種。但在屏蔽微帶線中，屏蔽盒的寬、高離微帶線的條帶很近，直接影響微帶線的特性阻抗，屏蔽微帶線主要 用于毫米波頻段。同時(shí)，當(dāng)特性阻抗太低時(shí)，微帶線的線寬太寬，則容易產(chǎn)生輻射和高次模，導(dǎo)體條帶的寬度應(yīng)滿足 ??rW 2m in? 基片厚度應(yīng)滿足 14m in ??rh ?? 第二章 微帶濾波器理論基礎(chǔ) 11 在微波頻段在微波頻段（ GHzf 18? ），常用的微帶線基片厚度 h為 ～ 1mm（本次采用了介質(zhì)常數(shù)為 ，厚度為 基片），在毫米波段，一般選擇為～ 。 它具有選擇頻率的特性，即可以讓某些頻率順利通過(guò)，而對(duì)其它頻率則加以阻攔，目前由于在雷達(dá)、微波、通訊等部門，多頻率工作越來(lái)越普遍，對(duì)分隔頻率的要求也相應(yīng)提高；所以需用大量的濾波器。它的輸入端 1139。如果 L 和 C都是無(wú)損元件（即它們的電阻等于零），那么，高頻功率就是這樣在電感與電源之間來(lái)回交換，絲毫不受損耗，這就是電抗濾波器阻止一些頻率通過(guò)的物理基礎(chǔ)。用分貝 來(lái)表示的 P02 、 P01的比值稱為插入損耗 Li 14 分形貼片濾波器的 設(shè)計(jì) ppiL0102log10? (242) EgR1 圖 E gR 1AR 2E2 圖 濾波器網(wǎng)絡(luò) 插入損耗 Li 是衡量濾波器效能的一個(gè)參數(shù)。為了避免這種困難，人們還提出另外一個(gè)參數(shù)，它以電源所能供給的最大功率 P0為基準(zhǔn)。 (b)的情況正好相反，稱為高通濾波器。其次在通帶內(nèi)，變換器損耗不是完全不存在的，一方面因?yàn)闃?gòu)成濾波器的元件多少總帶有一點(diǎn)損耗，如電感中的電阻，電容中的漏阻等。其結(jié)構(gòu)緊湊、第二寄生通帶的中心頻率位于主通帶中心頻率的 3 倍處、適應(yīng)頻率范圍較大、適用于寬帶濾波器時(shí)相對(duì)帶寬可達(dá) 20