【文章內(nèi)容簡介】 [J]. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2011(06) 4. 王清芬,[J]. 無線電工程. 2008(12)：136～1345. 劉健. 腔體式帶通濾波器的研究與設(shè)計[D]. 西安科技大學(xué)， 2011 ，23～286. 雷曉軍. 超寬帶盤錐天線的HFSS仿真研究與設(shè)計[J]. 微計算機信息. 2009(16):78～897. 賈建蕊,韓軍. 基于HFSS設(shè)計同軸腔調(diào)諧濾波器[J]. 無線電工程. 2011(01):117~ 1278. 王洪. 電磁仿真軟件HFSS在天線設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 福建電腦. 2010(09)：78～799. 鐘淼,劉成國,黎楊,[J].電子元器件應(yīng)用. 2009(12)：58～6510. 謝濤,何怡剛,姚建剛,李兵,[J].儀器儀表學(xué)報. 2009(06)：118～12611. 劉高,黃國策. 550850MHz電調(diào)諧濾波器研究與設(shè)計[J].微計算機信息. 2007(29)：98～11212. [J]. 半導(dǎo)體情報. 1999(03)：48～5013. RuizCruz, Jorge A,Wang, Chi,Zaki, Kawthar A. advances in microwave filter design techniques[J]. Microwave Journal . 2008 (11)：323～32814. Bonache microstrip bandpass filters based on semilumped resonators. Microwaves,Antennas and Propagation . 2007：223～22615. Jeongpyo K,Jaehoon microstrip bandpass filter with simple loss pensation method. AsiaPacific Microwave Conference . 2007：176～177 致謝致謝本課題研究是在邢光龍教授的指導(dǎo)與關(guān)懷下順利完成的。從當(dāng)初的選題、開題、中期到最后的完成設(shè)計撰寫畢業(yè)論文，都離不開的老師的幫助與指導(dǎo)。邢光龍老師愛崗敬業(yè)，對科研有著一個謹(jǐn)慎認(rèn)真的態(tài)度是值得我們學(xué)生學(xué)習(xí)的。邢光龍老師不但以敏銳的學(xué)術(shù)思維和淵博的知識影響著我，還以嚴(yán)謹(jǐn)踏實的科研態(tài)度影響著我未來的學(xué)習(xí)和生活態(tài)度。通過此次的畢業(yè)設(shè)計，我認(rèn)識了解了邢光龍老師，我不但從老師身上學(xué)到了寶貴的理論知識，還學(xué)到了認(rèn)真、踏實的科研態(tài)度，借此機會我向邢老師表達(dá)最真摯的感謝和最崇高的敬意。另外，能順利學(xué)習(xí)并完成大學(xué)四年的學(xué)業(yè)，離不開四年里遇到的每一位老師的悉心教導(dǎo)；離不開輔導(dǎo)員于陸璐老師的關(guān)心與指導(dǎo)；離不開同學(xué)和朋友們的幫助與鼓勵。在此，我要向你們表示衷心的感謝！最后我要把我最誠摯的感謝送給我的父母。是他們?yōu)榱宋夷茼樌瓿蓪W(xué)業(yè)，日復(fù)一日堅守在自己的崗位上，用辛勤的汗水換取了這來之不易的學(xué)習(xí)機會。是他們用最無私的愛鼓勵著我，是他們用最偉大的付出支持著我，在此我要向我的父母表達(dá)一句深深的感謝。37 附錄1 燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告課題名稱：矩形桿寬帶交指型帶通濾波器設(shè)計與仿真分析 學(xué)院（系）： 里仁學(xué)院 年級專業(yè)： 通信四班 學(xué)生姓名： 羅 立 指導(dǎo)教師： 邢光龍 完成日期： 49 附錄1一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 微波濾波器是雷達(dá)系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，測量系統(tǒng)必不可少的組成部分，同時也是最為重要，技術(shù)含量較高的微波無源器件，一般被用來分開或整合不同頻段的信號。電磁波譜是有限的，且需按應(yīng)用加以分配。微波濾波器具有選頻功能，可以分隔頻率，即通過所需的頻率信號，而抑制不需要的頻率信號。 微波濾波器有許多種類，其中交指型帶通濾波器是微波濾波器中一種比較常用的結(jié)構(gòu)形。交指型帶通濾波器的適用范圍非常廣泛，其相對帶寬可以從窄帶的1%一直變化到帶寬的7%以上甚至更寬，其頻帶的變化范圍可以從UHF到C波段。 交指型濾波器是指由平行耦合線諧振器陣交叉組成的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)多用做慢波系統(tǒng)，但近來研究表明，它具有優(yōu)良的帶通特性，具有如下優(yōu)點： （1）結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高； （2）由于每個諧振器間的間隔較大，故公差要求較低，容易制造； （3）由于諧振桿長近似等于1/4λ,所以第二通帶中心在3ω以上，其間不會有寄生響應(yīng)； （4）既可以作成印刷電路形式，又可以作成腔體結(jié)構(gòu)，用較粗的桿作成自行支撐，而不用介質(zhì)。 因此，交指型濾波器在電子系統(tǒng)，尤其是在通信技術(shù)及近代航空航天領(lǐng)域中被廣泛使用。同時近年來隨著計算機技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，出現(xiàn)了一些實用的三維高頻電磁場仿真軟件，如美國Ansoft的HFSS。這些實用的仿真軟件對于設(shè)計出的參數(shù)可以進行進一步的仿真、優(yōu)化，以達(dá)到在實際加工中的準(zhǔn)確性和一致性。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 本課題擬采用高介電常數(shù)、低損耗微波介質(zhì)為基片材料，并用交叉耦合微波諧振腔結(jié)構(gòu)設(shè)計微波濾波器的電路結(jié)構(gòu)。并采用有限元法及高頻結(jié)構(gòu)模擬器（HighFrequencyStructureSimulator,HFSS）軟件進行電路全波仿真。在仿真軟件里一般都是采用理想原件和理想介質(zhì)，所得的理論結(jié)果與實測結(jié)果不盡相同，即使在同一軟件里多次仿真同一模型，所得頻率波形也隨結(jié)構(gòu)微小變化而有很大不同，也就是說仿真所得的結(jié)果具有結(jié)構(gòu)的敏感性，因此將之直接應(yīng)用到實際環(huán)境當(dāng)中時，還需要實際工程中的調(diào)整，所以這是設(shè)計濾波器結(jié)構(gòu)時需要解決的關(guān)鍵問題。為了解決這個問題，在設(shè)置電路的組件參數(shù)時，首次仿真用理想?yún)?shù)運行一下仿真結(jié)果，并將其優(yōu)化得到需要的結(jié)果，然后將其做為理想模板方便以后做對比。把參數(shù)設(shè)為與原件的實測值接近時再進行多次仿真，與理想條件下所得的結(jié)果進行對比，調(diào)整微帶傳輸線的長度等其它相關(guān)參數(shù)，優(yōu)化其諧振頻率、帶寬、帶內(nèi)紋波抖動、帶外抑制、插入損耗等相關(guān)電氣參數(shù)。 三、研究步驟、方法及措施 HFSS（High Frequency Structure Simulator）是由美國Ansoft公司開發(fā)的三維電磁場仿真系統(tǒng)。采用切向分量的有限元方法，自適應(yīng)網(wǎng)格剖分，可以求解任意三維射頻、微波器件電磁場分布，計算輻射材料損耗?？芍苯拥玫轿⒉▊鬏斚到y(tǒng)特征阻抗、傳播系數(shù)和S參數(shù)等，也可直接得到天線輻射方向圖和特定吸收率等結(jié)果。廣泛地應(yīng)用于電磁場分析和微波、天線系統(tǒng)設(shè)計，是一種在電磁工程設(shè)計中常用的軟件。本設(shè)計的主要內(nèi)容是藉助于HFSS，設(shè)計、分析矩形桿寬帶交指型帶通濾波器，主要分析帶寬和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。1．將標(biāo)準(zhǔn)切比雪夫低通濾波器變換為符合要求的特定帶通濾波器。①首先建立歸一化低通切比雪夫濾波器的結(jié)構(gòu)；②利用頻率變換將其低通頻率特性變換為帶通濾波器頻率特性。2．根據(jù)將集總參數(shù)元件變?yōu)榉植紖?shù)元件的Richards變換和Kuroda規(guī)則用分布參數(shù)元件實現(xiàn)這些濾波器。四、設(shè)計方案設(shè)計參數(shù)：信號帶寬：1638～1658MHz。插入損耗：。帶內(nèi)波動：小于177。帶外抑制：頻帶兩端（177。f015％，f0為中心頻率）處帶外抑制到50dBc,頻帶外（177。f030％，f0為中心頻率）抑制到－60dBc。 濾波器設(shè)計過程為：工作頻率超過500MHz的濾波器是難以用分立元件實現(xiàn)的，這是由于工作波長與濾波器元件的物理尺寸相近，從而造成了多方面的損耗并使電路性能嚴(yán)重惡化。所以，實際濾波器的實現(xiàn)必須將一些工具（Richards變換、單位元件和Kuroda規(guī)則）的集總參數(shù)元件變換為分布參數(shù)元件。 下面用耦合微帶線來實現(xiàn)此濾波器： 1．選擇標(biāo)準(zhǔn)低通濾波器參數(shù)。根據(jù)所要設(shè)計濾波器的性能指標(biāo)，決定采用切比雪夫濾波器設(shè)計方法。查“給定波紋及插入損耗時選定切比雪夫濾波器節(jié)數(shù)的列表圖”，可知濾波器可用三節(jié)來實現(xiàn)。 g0=g4==，g1=g3=，g2=。3．根據(jù)帶寬指標(biāo)計算參數(shù)五、研究工作進度 1—4周5—8周9—12周13—16周17—18周查閱文獻(xiàn)資料、了解和掌握課題研究背景和方法建立分析方法、確定軟件實現(xiàn)方案、編制源程序軟件調(diào)試，結(jié)果分析。編制設(shè)計文件，使用說明完成論文六、主要參考文獻(xiàn) ⒈天線（antennas:for all applications third edition）,john Ronald J Marchefka著，章文勛 譯，電子工業(yè)出版社，2004。⒉ 微波技術(shù)與天線—電磁波導(dǎo)行與輻射工程，殷際杰，電子工業(yè)出版社，2004⒊ Ansoft HFSS基礎(chǔ)及應(yīng)用，謝擁軍等編著，西安：西安電子科技大學(xué)出版社 20074 .甘本祓，吳萬春?，F(xiàn)代濾波器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計[M]，科學(xué)出版社，1973。5 .王子余，等。射頻電路設(shè)計—理論與應(yīng)用[M]，電子工業(yè)出版社，2002。6 .季運來。高溫超導(dǎo)濾波器系統(tǒng)及其應(yīng)用[J]，電子產(chǎn)品世界。2008。7 .朱?？?，劉敏，周洪慶，LTCC介質(zhì)材料的研究進展[J]，材料導(dǎo)報；2006。8 .胡銘，陳衍。有源濾波技術(shù)及其應(yīng)用[J]，電力系統(tǒng)自動化，2000。,馮全源。懸置線交指型帶通濾波器設(shè)計[J]。電子科技大學(xué)學(xué)報。2005年01期。[J].微計算機信息，2010。，[J].無線電工程，2011。, 等. 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）（第五版）[M]. 北京：高等教育出版社,13. ReinholdLudwing，PavelBretchko著，王子宇等譯．射頻電路設(shè)計理論與應(yīng)用．電子工業(yè)出版社，2002：514. ，：理論、設(shè)計與應(yīng)用[M].北京:國防工 業(yè)出版社，2002:5392附錄2燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻(xiàn)綜述課題名稱：矩形桿寬帶交指型帶通濾波器設(shè)計與仿真分析 學(xué)院（系）： 里仁學(xué)院 年級專業(yè)： 通信四班 學(xué)生姓名： 羅 立 指導(dǎo)教師： 邢光龍 完成日期： 　附錄2一、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀1917年美國和德國科學(xué)家分別發(fā)明了LC濾波器，次年導(dǎo)致了美國第一個多路復(fù)用系統(tǒng)的出現(xiàn)。20世紀(jì)50年代無源濾波器日趨成熟。自60年代起由于計算機技術(shù)、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器發(fā)展上了一個新臺階，并且朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價廉方向努力，其中小體積、多功能、高精度、穩(wěn)定可靠成為70年代以后的主攻方向。導(dǎo)致RC有源濾波器、數(shù)字濾波器、開關(guān)電容濾波器和電荷轉(zhuǎn)移器等各種濾波器的飛速發(fā)展，到70年代后期，上述幾種濾波器的單片集成已被研制出來并得到應(yīng)用。80年代，致力于各類新型濾波器的研究，努力提高性能并逐漸擴大應(yīng)用范圍。90年代至現(xiàn)在主要致力于把各類濾波器應(yīng)用于各類產(chǎn)品的開發(fā)和研制。當(dāng)然，對濾波器本身的研究仍在不斷進行。
我國廣泛使用濾波器是50年代后期的事，當(dāng)時主要用于話路濾波和報路濾波。經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，我國濾波器在研制、生產(chǎn)和應(yīng)用等方面已納入國際發(fā)展步伐，但由于缺少專門研制機構(gòu)，集成工藝和材料工業(yè)跟不上來，使得我國許多新型濾波器的研制應(yīng)用與國際發(fā)展有一段距離。二、研究主要成果 1983年,Hanu和Tsividis提出了全集成MOSFET－C有源濾波器,從此,．C濾波器的關(guān)鍵是MOS跨導(dǎo)運算放大器,與傳統(tǒng)的雙極OTA相比,CMOS跨導(dǎo)運算放大器的優(yōu)點是采用了先進的 VLSI技術(shù),易于實現(xiàn)全集成化,并能掌握高帶寬濾波器的設(shè)計精髓,能完善實際電路設(shè)計中的理論基礎(chǔ). 跨導(dǎo)放大器本質(zhì)上是一差分電壓控制電流源(DVCCS),采用雙極技術(shù)的集成OTA芯片已經(jīng)報道了,典型的產(chǎn)品有第一代雙極OTA CA3080L5 和第二代雙極OTA LM1 3600 .當(dāng)時,采用集成DVCCS綜合有源線性網(wǎng)絡(luò)已被廣泛研究,當(dāng)開關(guān)電容濾波器在高頻應(yīng)用遇到麻煩時,人們再一次把目光投向連續(xù)時間技術(shù),由于MOS VLSI技術(shù)的發(fā)展,采用MOS VLSI技術(shù)實現(xiàn)OTA成為可能,于是．發(fā)展全集成連續(xù)時間OTA—C濾波器成為流行的課題,并取得了突破性進展. 2006年黃文昌和Sanchez—Sinencio．,．M和Carlton．,、同軸電纜等數(shù)據(jù)傳輸中的帶通濾波器設(shè)計.三、發(fā)展趨勢： 隨著微波技術(shù)與通信要求的不斷發(fā)展變化，濾波器的小型化和高性能已經(jīng)成為一種必然的趨勢，其他各種新技術(shù)和新材料也開始應(yīng)用為各種通信系統(tǒng)當(dāng)中，如介質(zhì)濾波器，SAW濾波器、SIW濾波器、光子帶隙濾波器、LTCC濾波器、HTS濾波器以及有源濾波器等。 介質(zhì)濾波器介質(zhì)濾波器是在限定腔體尺寸的情況下，無法取得很高的品質(zhì)因數(shù)（Q值），導(dǎo)致各項性能指標(biāo)都受到了限制的背景下應(yīng)運而生的。其是通過用微波陶瓷介質(zhì)按照 、TEM等模式要求下，制成的圓柱、圓環(huán)等形狀的介質(zhì)諧振腔，再按照濾波器設(shè)計原理指導(dǎo)設(shè)計而成的。制作介質(zhì)濾波器的的核心元件是壓電陶瓷振子，而壓電陶瓷材料是制作壓電陶瓷振子的關(guān)鍵材料。當(dāng)材料和具體工藝確定后，采用不同的電路結(jié)構(gòu)，可以得到不同帶寬的介質(zhì)濾波器。介質(zhì)濾波器的主要優(yōu)點是性能優(yōu)良、插損小，有較高的功率耐受能力，可以天線、開關(guān)集成，且價格低廉。但是體積大、品質(zhì)因數(shù)低等缺點是其發(fā)展的最大阻礙。 SA