【正文】 感謝韓老師在課題研究中對(duì)自己的不斷指導(dǎo)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(dǎo)下完成的。 變形后的 SIR雙頻帶通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 將圖 中的諧振器 2 放入諧振器 1 中，所設(shè)計(jì)的雙頻帶通濾波器結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中，設(shè)計(jì)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(guò)兩段低阻抗線(xiàn)耦合，其耦合系數(shù)由 S1 和 S2 調(diào)節(jié)。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(yīng)頻率， SIR諧振器可采用等電長(zhǎng)度（ 21 ??? ）或非等電長(zhǎng)度（ 21 ??? ）兩種形式，為了增加設(shè)計(jì)的靈活性，在本文的設(shè)計(jì)中，我們采用非等電長(zhǎng)度，令 ? ?212 / ??? ??u ， ? ?212 ??? ??t ，由式 （ 313） 、 （ 314） 可得： ? ? 02tan21tan 21 ????????????? ?? ?? uuR Z ? ?1ff ? (315) ? ? 021tan2tan 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(duì)應(yīng)的的頻率 f1和 f2便可確定。圖 (e)是圖 (d）的 改進(jìn)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步微型化，間距因素被明顯地?cái)U(kuò)大了。 開(kāi)路面 173。 (4)頻帶帶寬：對(duì)于帶通濾波器，定義為濾波電路的通帶內(nèi)達(dá)到 10dB衰減對(duì)應(yīng)的高端截止頻率和低端截止頻率的差值。 以上為阻帶， LAs 是阻帶內(nèi)指定頻率點(diǎn) ω1180。圖中縱坐標(biāo)表示衰減，橫坐標(biāo)為角頻率。國(guó)內(nèi)對(duì)于雙頻段通信系統(tǒng)研究和應(yīng)用也一直非常重視，但對(duì)雙頻段濾波器設(shè)計(jì)理論研究，特別是在 應(yīng)用研究與開(kāi)發(fā)上，國(guó)內(nèi)還處在起步階段，與歐美同等國(guó)相比仍有一定差距。近年來(lái)，相比與其它領(lǐng)域，移動(dòng)通訊技術(shù)得到了飛速發(fā)展，不但增大了射頻濾波器的需求，同時(shí)也對(duì)其提出了更高的要求 —— 高性能、小型化、輕型化、低成本。 為了充分利用現(xiàn)有的頻譜和基礎(chǔ)設(shè)備資源，在通信系統(tǒng)中設(shè)置能同時(shí)工作的多個(gè)通信頻段，有效途徑之一就是研究和開(kāi)發(fā)高性能的雙頻段微波濾波器。 階梯阻抗雙頻段濾波器即利用耦合諧振濾波器的寄生通帶來(lái)實(shí)現(xiàn)雙頻濾波器，其在雙頻段濾波器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用一直就受到重視 [7][8]。后濾波器的衰減為無(wú)限大，故稱(chēng)之為“阻帶”。而對(duì)于雙頻段諧振器，需要同時(shí)考慮諧振器的基頻和第一雜散頻率。所以需要定義阻帶抑制參數(shù) ，在實(shí)際情況中，為了使阻帶抑制與矩形系數(shù)建立聯(lián)系，定義阻帶抑 制為 60dB。173。 10 圖 微帶線(xiàn) λg/2型 SIR 基本結(jié)構(gòu) 為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，設(shè) ??? ?? 21 可通過(guò)采用較小的 zR 值來(lái)縮短 SIR諧 振器的電長(zhǎng)度，即采用圖(a)所 示的結(jié)構(gòu)。 Makimoto M和 Yamashita S于 1980年提出了應(yīng)用 SIR諧振器構(gòu)成微波帶通濾波電路的想法，通過(guò)調(diào)節(jié)耦合線(xiàn)段與非耦合線(xiàn)段的阻抗比 ，以控制寄生通帶在頻率軸上的位置。 表 兩種濾波器結(jié)果的比較： 本章采用 λg/2型 SIR設(shè) 計(jì)了三種用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，頻點(diǎn)位置和頻帶帶寬均可控的雙頻帶 通濾波器，頻點(diǎn)位置通過(guò)調(diào)節(jié)阻抗比 RZ和 u值控制，帶寬取決于諧振器之間的耦合，而耦合特性可以通過(guò)改變諧振器間的距離來(lái)調(diào)節(jié)，因此雙頻段濾波器的帶寬在一定的范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)。SONS， 2020 [3] 管雪輝，無(wú)線(xiàn)通信微波雙頻濾波器的設(shè)計(jì)， 2020， 3435 [4] ， RF and Microwave Wireless Systems， New York： John Wileyamp。因此可嘗試用錐形線(xiàn) SLR結(jié)構(gòu)諧振器，以減小阻抗結(jié)合處的非連續(xù)性問(wèn)題。仿真時(shí)選用介電常數(shù)為 ，介質(zhì)層厚度為，損耗角正切為 Rogers R03010，利用計(jì)算公式得到電路中微帶線(xiàn)的初值，然后在仿真軟件中優(yōu)化調(diào)整使得濾波器的兩個(gè)諧振頻率點(diǎn)分別位于 ，從而得到諧振器的各參數(shù)為： WI=， W2=， W3=， Ll=9mm， L2=； 對(duì)于兩級(jí)耦合諧振帶通濾波器，諧振器間的耦合系數(shù)由下式確定： ? ? ? ? ? ?nnnn ggF B Wk2112? （ 51） 圖 (a)和 (b)分別是在 ，以距 離 S1作為參數(shù)，距離 S2與耦合系數(shù) k12的關(guān) 系曲線(xiàn)。 λ g/2型 SIR 諧振器的電長(zhǎng)度 從 圖 以得到， λg/2型 SIR總的電學(xué)長(zhǎng)度： (38) 結(jié)合基本諧振條件式 (32)可以得到： （當(dāng) RZ? 1時(shí)） (39) ???T (當(dāng) RZ=1時(shí) ) (310) 將式 (39)對(duì) θT 進(jìn)行求導(dǎo)得： 0c s c)ta n(11 12z12z ????? ?? RR (311) 因此總的電學(xué)長(zhǎng)度取得極值的條件為： 2z1 )(a rc ta n ?? ?? R (312) λg/2型 SIR總 的電長(zhǎng)度如圖 。 9 λ g/2型 SIR的基本結(jié)構(gòu)和特性 本節(jié)將討論 λg/2型 SIR的基本結(jié)構(gòu)和特性，在實(shí)際的應(yīng)用中 λg/2型 SIR比 λg/4型 SIR用于更多的射頻器件。這三種結(jié)構(gòu)都包括了由開(kāi)路端、短 路端和它們之間的階躍結(jié)合面， λg/4型 、 λg/2型 和 λg型 SIR能分別被看成是由 1個(gè)、 2個(gè)、 4個(gè)基本單 元組成 [13]。采用歸一化頻率 可以簡(jiǎn)化對(duì)濾波器電路的設(shè)計(jì)過(guò)程。 圖 低通原 型 濾 波器衰減頻率特性 （ a） Butterworth 響應(yīng) （ b） Chebyshev 響應(yīng) 圖 常見(jiàn)濾波器的響應(yīng) 6 兩種最常見(jiàn)濾波器的響應(yīng)如圖 所 示。在微 5 波頻段下，必需采用分布參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)微波濾波器，它比低頻時(shí)要復(fù)雜的多。這種設(shè)計(jì)概念提供了容易實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)設(shè)施和高性能的產(chǎn)品。 1 基于 SIR 的雙頻帶通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 學(xué)生： ****** 指導(dǎo)老師： ****** 摘 要 隨著無(wú)線(xiàn)通信的迅猛發(fā)展及需求的不斷增加，雙頻便攜式電話(huà)和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)被廣泛應(yīng)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。這種濾波器是用一個(gè)雙頻段單元來(lái)處理兩個(gè)波段的信號(hào)。與低頻段濾波器相比較，微波濾波器的主要特點(diǎn)之一就是其物理尺寸可與波長(zhǎng)相比擬，因而當(dāng)其波長(zhǎng)發(fā)生變化時(shí)，它必然會(huì)表現(xiàn)出周期特性，即濾波器除基 頻響應(yīng)外，還有周期性的雜散響應(yīng)。在具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中是采用特性函數(shù)來(lái)逼近它，所選函數(shù)的不同，會(huì)有不同的頻率響應(yīng) [1]。 微波濾波器的基本設(shè)計(jì)參數(shù) (1)中心頻率、截止頻率、歸一化頻率：對(duì)于低通濾波電路和高通濾波電路， ωc表示截止頻率；對(duì)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(gè)量綱的量， c???? (25) 7 對(duì)于低通濾波電路和高通濾波電路，歸一化截止頻率為 1；對(duì)于帶通或者帶阻濾波電路，歸一化中心頻率為 1。 SIR常用的有三種基本結(jié)構(gòu)，它們分別對(duì)應(yīng)的是 λg/4型 、 λg/2型 和 λg型 SIR。表征SIR的 電學(xué)參數(shù)的是兩段傳輸線(xiàn) 阻抗 Z2 和 Zl 的 比值，定義如下：阻抗比 12 /ZZRZ ? 。 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(xiàn)，由曲線(xiàn)可知： 圖 阻抗比與歸一化雜散頻率的關(guān)系 2ff12ff12ff10s1z0s1z0s1z??????時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)RRR