【正文】 　　　　　 () =(－), 　　　　　　　　　() =(＋), 　　　　　　　　　() =(－), 　　　　　　　　　() and use these results in (): 　　　　　() This result yields the top row of the opencircuit impedance matrix [Z ] that describes the coupled line section. From symmetry, all other matrix elements can be found once the rst row is known. The matrix elements are then 　　　　　　　　() 　　　　　　　　() 　　　　　　　　() 　　　　　　　() A twoport network can be formed from a coupled line section by terminating two of the four ports with either open or short circuits, or by connecting two ends。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，賈老師給了我很大的幫助，本篇論文是在賈老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在綜合設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，探究?jī)纱晤l率變換后得到雙頻濾波器的理論。 版圖生成5 總結(jié)與展望 伴隨著微波通信領(lǐng)域技術(shù)的飛速發(fā)展，未來(lái)的濾波器需要從現(xiàn)在通信系統(tǒng)的工作頻率向更短波長(zhǎng)，主要是毫米波段轉(zhuǎn)變，以避免在低頻段的擁擠的問(wèn)題, 微帶線(xiàn)濾波器因其體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)更會(huì)被人們選擇。 版圖生成原理圖的仿真是在完全理想的狀態(tài)下進(jìn)行的，而實(shí)際電路板的制作往往和理論存在較大差距，這就需要考慮一些干擾、耦合等因素的影響。，反射曲線(xiàn)圖 從仿真結(jié)果可以看出，差別不是很大，這個(gè)可以在后期的優(yōu)化處理上消除誤差，這又從一定程度上驗(yàn)證了兩次頻率變換實(shí)現(xiàn)雙頻帶通特性理論的正確性。步驟如下： （1） 在原理圖設(shè)計(jì)窗口中選擇S參數(shù)仿真元件面板“SimulationS_Param”，選擇“Term”放置在功率分配器2個(gè)端口上，用來(lái)定義端口1和2。執(zhí)行菜單命令[File] [New] [Workspace]，或點(diǎn)圖標(biāo)創(chuàng)建一個(gè)工程文件。在理論部分的設(shè)計(jì)中已經(jīng)提出了雙頻帶帶通濾波器可以通過(guò)兩次頻率變換轉(zhuǎn)換而來(lái)，在給定的參數(shù)下，通過(guò)參數(shù)計(jì)算可以得出分立元件各個(gè)元件值的大小。 四分之一波長(zhǎng)開(kāi)路微帶線(xiàn) 串聯(lián)LC諧振電路相應(yīng)的阻抗計(jì)算公式為 （）在頻率處，其輸入阻抗為零，輸入導(dǎo)納無(wú)限大，相當(dāng)于一個(gè)串聯(lián)諧振電路，諧振電路的諧振頻率為。（a）所示的導(dǎo)納為 （）（b）所示的導(dǎo)納為 （）兩個(gè)電路等效，則有 ，即 （）為了得到在變換后的電路中元件值與原電路的元件的關(guān)系，使其對(duì)應(yīng)的相等，則有 ， ， ， （）按照設(shè)計(jì)的思路，通過(guò)引入導(dǎo)納倒置變換器。在諧振頻率處，由和組成的串聯(lián)諧振器產(chǎn)生諧振，電路發(fā)生短路，輸入功率可以沒(méi)有損耗的通過(guò)；和組成的并聯(lián)諧振器產(chǎn)生諧振，電路變?yōu)殚_(kāi)路，中心頻率出的信號(hào)無(wú)法通過(guò)，全部無(wú)損耗傳輸?shù)捷敵龅呢?fù)載，在理想條件下，中心頻率處沒(méi)有任何的衰減，從而生成了以為中心的無(wú)損耗傳輸通帶。3 設(shè)計(jì)方案雙頻段微波濾波器可以同時(shí)工作在兩個(gè)不同的頻段，可以用一個(gè)雙頻段單元來(lái)處理兩個(gè)波段信號(hào)。 只含有一種電抗元件的變形低通原型低通原型參數(shù)、與變形低通原型參數(shù)之間的關(guān)系為 ， ， （） , , () 依據(jù)變形低通原型的不同，微波帶通濾波器也可以有兩種形式。 運(yùn)用等衰減的條件得 （）式中、分別表示為串聯(lián)諧振器的原件值和并聯(lián)諧振器的元件值。而在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，由于橢圓函數(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜，通常很少用來(lái)作為低通原型。 巴特沃士低通濾波器原型的衰減特性，為濾波器通帶截止頻率，為濾波器阻帶最小衰減，為濾波器阻帶邊頻。當(dāng)一個(gè)端口輸入一個(gè)具有均勻功率的頻域信號(hào)，信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，在其另一個(gè)端口的匹配負(fù)載上得到的功率譜不再是均勻的，也就是說(shuō)，在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候有一定的選擇性，這個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)濾波器[2]。本文采用ADS軟件,通過(guò)ADS進(jìn)行仿真和優(yōu)化，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的微波雙頻帶通濾波器的準(zhǔn)確性。最早的雙頻帶濾波器的設(shè)計(jì)思路是通過(guò)直接級(jí)聯(lián)兩個(gè)單頻帶的帶濾波器[6]來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其功能模塊主要由射頻濾波器、射頻放大器、射頻振蕩器及混頻器等構(gòu)成。陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 微波雙頻帶通濾波器的仿真設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 高宇洋 學(xué)號(hào) 1213014017 所在學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 電子1201班 指導(dǎo)教師 賈建科 完成地點(diǎn) 物電學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 2016 年 06 月 5 日微波雙頻帶通濾波器的仿真設(shè)計(jì) 作者：高宇洋（陜西理工學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院 電子信息工程專(zhuān)業(yè) 12級(jí)1班 陜西 漢中 723000）指導(dǎo)教師：賈建科 [摘要] 為了滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)通信向著多頻段、多模式方向發(fā)展的需要，并簡(jiǎn)化多頻段通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減小其體積和重量，降低生產(chǎn)成本，對(duì)多通帶微波濾波器的研究及設(shè)計(jì)有重要的意義。無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域主要應(yīng)用的是射頻信息傳輸系統(tǒng)，而很多種無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域都會(huì)應(yīng)用此類(lèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)傳輸信息。因此如何設(shè)計(jì)出一個(gè)具有高性能的濾波器，對(duì)設(shè)計(jì)微波電路系統(tǒng)具有很重要的意義。最后通過(guò)微帶線(xiàn)轉(zhuǎn)化變成微波雙頻帶通濾波器。2 微波濾波器基本原理 濾波器簡(jiǎn)介微波濾波器就是一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，濾波器在通帶內(nèi)提供信號(hào)傳輸，在阻帶內(nèi)提供信號(hào)衰減特性，用來(lái)控制微波系統(tǒng)中某處的頻率響應(yīng)。 濾波器的基本類(lèi)型 巴特沃士濾波器巴特沃式低通原型濾波器頻率響應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為 （）在公式（）中 是波紋常數(shù)，是低通原型濾波器的歸一化角頻率，式中n表示低通原型濾波器的級(jí)數(shù)。、可以看出橢圓函數(shù)式的濾波器在過(guò)渡帶內(nèi)邊帶特性是最陡峭的，因此具有最良好的頻率選擇特性，但是網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牧泓c(diǎn)不再位于無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以不能用梯形網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 帶通濾波器與低通原型的變換為了實(shí)現(xiàn)帶通濾波器轉(zhuǎn)化成為低通原型的衰減特性，采用頻率變換公式 （） 式中， 是相對(duì)帶寬，是中心頻率。這個(gè)可以和帶通濾波器的電路結(jié)構(gòu)對(duì)比，可以明顯的看出差異，比較兩種濾波器電路結(jié)構(gòu)的不同之處，可以更加清晰的認(rèn)識(shí)濾波器之間存在的聯(lián)系。當(dāng)時(shí)，即四分之一波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)，根據(jù)傳輸線(xiàn)理論，這時(shí)輸入阻抗與負(fù)載阻抗，輸入導(dǎo)納與負(fù)載導(dǎo)納的關(guān)系為 ， （）利用四分之一波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)作為倒置變換器使用時(shí)，傳輸線(xiàn)的阻抗就是，傳輸線(xiàn)的特性導(dǎo)納就是。圖 二階帶通濾波器及其頻率響應(yīng)特性，從低通原型濾波器轉(zhuǎn)換為帶通濾波器，它們的衰減特性其實(shí)并沒(méi)有什么變化，改變的只有所在的頻域。對(duì)于這種情況，需要將電路中的復(fù)雜電路轉(zhuǎn)換成單一電路來(lái)簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，對(duì)于電路結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，已經(jīng)在上一節(jié)做了介紹，所以需要引入導(dǎo)納倒置變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于諧振頻率來(lái)說(shuō)，其電長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)。通帶波紋： 通頻帶帶寬： 均為80MHz低通原型原件值[13]： 通過(guò)參數(shù)計(jì)算， 從圖可以看出，帶通濾波器在m1處的中心頻率符合我們的設(shè)計(jì)要求。變換后的分布元件傳輸線(xiàn)對(duì)應(yīng)的特性阻抗分別為 ， ， ， 通過(guò)參數(shù)的計(jì)算，最后微帶線(xiàn)的長(zhǎng)寬如下所示 ： ， ： ， : ， ： , ： ， （1）運(yùn)行ADS2011,打開(kāi)ADS主窗口。 參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程圖 原理圖設(shè)計(jì)完成后，接下來(lái)進(jìn)行原理圖仿真，根據(jù)設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求，主要是對(duì)它的S參數(shù)進(jìn)行仿真和分析。 仿真面板設(shè)置（5）單擊【OK】按鈕，返回“Plot Traces ＆ Attributes”對(duì)話(huà)框，單擊【OK】按鈕。二是，介質(zhì)選材的問(wèn)題，所以在介質(zhì)中就存在損耗。 版圖生成對(duì)話(huà)框（4） 完成版圖生成后，系統(tǒng)將打開(kāi)一個(gè)版圖設(shè)計(jì)窗口，里面顯示剛剛生成的版圖。本次設(shè)計(jì)討論了濾波器設(shè)計(jì)的綜合理論，包括低通原型濾波器與低通、高通、帶通、帶阻濾波器之間的轉(zhuǎn)換，以及利用導(dǎo)納倒置變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)微波濾波器的分布參數(shù)電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。Sons，New York，2001：[10]官雪輝．無(wú)線(xiàn)通信微波雙頻帶通濾波器研究[D]．上海：上海大學(xué)，2006．[11][D].大連：大連海事大學(xué)，2010.[12][D].南京：南京理工大學(xué)，2007.[13][M].西安電子科技大學(xué)出版社，1994.[14]David [M].University of Massachusetts at Amherst.致謝首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師賈建科老師?；厥姿哪甑膶W(xué)習(xí)成長(zhǎng)經(jīng)歷，充滿(mǎn)了老師和朋友同學(xué)的關(guān)心與愛(ài)護(hù)，在這個(gè)終于順利撰寫(xiě)完成我的畢業(yè)論文的時(shí)候，對(duì)曾經(jīng)給予我?guī)椭凸膭?lì)的父母、師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友致以衷心的感謝。（b）所示的耦模和奇模激勵(lì)的疊加，可對(duì)這個(gè)四端口網(wǎng)絡(luò)推導(dǎo)出開(kāi)路阻抗矩陣。于是該矩陣元是 　　　　　　　　() 　　　　　　　　() 　　　　　　　　() 　　　　　　　 () 一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)可以由藕合線(xiàn)段形成，方法是把四個(gè)端口中的兩個(gè)端口終端開(kāi)路或短路；有十種可