【正文】 (當R Z=1時) (310) ???T 將式(39) 對 θT 進行求導得： 0cs)tan(112z12z ?????R (311) 因此總的電學長度取得極值的條件為： (312)2z(rt??Rλg/。諧振時式(34)等于0，可以得到： 2s1??? （35 ）0s)(arctn????zR ?s3由式(35) 得到各雜散頻率與基本頻率之比分別為： z0s1R2arctnf?? （36）????????0s10s30s10s2fff?從(36)式可以看出，各雜散頻率的位置由阻抗率Rz決定，通過調節(jié)阻抗比Rz可以很方便地控制各?4z2zz2in tant)1(jRY?????山西大學本科畢業(yè)論文（設計）12雜散頻率的位置，這是SIR一個比較重要的特點。在上述條件下，輸入導納和諧振條件可以分別寫為： (33) (34) ）（ z0arctnR??對于λ g/2型SIR而言，雜散響應變得很關鍵 [14]，這要求設計時考慮更高諧振模式的雜散響應。山西大學本科畢業(yè)論文（設計）11 微帶線λ g/2型SIR 基本結構 為了設計簡單，設 可通過采用較小的 值來縮短SIR諧振器的電長度，(a) 所??21 zR示的結構。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。該圖顯示出λ g/2型SIR 的電路版圖和耦合電路集成化有很大的靈活性 [13]。(d）中的諧振器具有和(b) 相似的u型結構，但它具有內部耦合線，利用它們的開路端，使之微型化。 λg/2型SIR 的一些結構變化（a）直線型 （b）發(fā)夾型 （c）環(huán)型（d）具有內部耦合的發(fā)夾型 （e ）具有內部耦合的環(huán)型 g/2型SIR的幾種典型的不同結構。/RZ? λ g/2型SIR的基本結構和特性 山西大學本科畢業(yè)論文（設計）10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。短路面 SIR的基本結構，在傳輸線開路端和短路端之間的特性阻抗和等效電長度分別為Z Z2和θ θ2。173。173。173。173。 (a) λg/4型 (b) λg/2型 (c) λg型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，λ g/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]。第3章 階梯阻抗諧振器（SIR） SIR的基本結構SIR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橫向電磁場或準橫向電磁場模式的諧振器。濾波電路的品質因數(shù)Q可以用公式表示為: (210)0lostred??PWQ 其中ω 0為 濾波器的諧振頻率，W stored為一個周期內的平均儲能，P loss為單位時間內的平均耗能。所以需要定義阻帶抑制參數(shù)，在實際情況中，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。 （29 ）dBlhdBffWF360360? (6)阻帶抑制：在理想情況下，希望濾波器在阻帶頻段內具有無窮大的衰減量?？杀硎緸椋? (27)dBlhdBffW1010??其相對帶寬 FBW 定義為 10dB 帶寬與通帶中心頻率的比值，可表示為： (28)01/fFdB (5)矩形系數(shù)：定義為 60dB 帶寬與 3dB 帶寬的比值，它描述了濾波器在截止頻率附近響應曲線變化的陡峭程度。 (3)波紋系數(shù)：波紋系數(shù)表示在通帶內信號響應的最大值和最小值的差值，單位通常為dB或奈培(Napier)。然而，這在實際應用中，我們是沒有辦法消除濾波器固有損耗的。采用歸一化頻率可以簡化對濾波器電路的設計過程。對于相鄰諧振器間的每一個間距s，都可以通過式(23)和(24)和仿真軟件得到兩諧振器的耦合系數(shù)值，改變諧振器間的耦合間距s，可得到兩個諧振器間距離和耦合系數(shù)的關系曲線，諧振器間的距離和耦合系數(shù)關系曲線可用來確定諧振器間的相對位置。當基頻和第一雜散頻率相同的兩個諧振器之間耦合時，在第一頻段和第二頻段的耦合系數(shù)分別為 [12]： (23)211fk???? (24)212f 其中：“+ ”表示磁耦合， “”表示電耦合。而對于雙頻段諧振器，需要同時考慮諧振器的基頻和第一雜散頻率。 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。處的衰減值，它是阻帶內的最小衰減值。 為通帶，ω 1180。 在圖 中，L Ar 是“通帶內的最大衰減”值；ω 1180。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 兩種最常見濾波器的響應如圖 所示。因此，如此理想特性的濾波器是不能夠實現(xiàn)的。稱為“截止頻率”或“帶邊頻率” 。后濾波器的衰減為無限大，故稱之為 “阻帶” 。 范圍內濾波器的衰減為零，稱之為“通帶” ，在ω180。在ω180。 微波濾波器的基本理論 集總元件構成的低通原型濾波器是現(xiàn)代網(wǎng)絡綜合法設計微波濾波器的基礎，各種低通、高通、帶通、帶阻類型的微波濾波器，其傳輸特性基本都是根據(jù)此原型特性推導出來的，正因如此才使微波濾波器的設計得以簡化，精度得以提高 [10]。近幾年來隨著微波集成電路的山西大學本科畢業(yè)論文（設計）6迅速發(fā)展，電子電路的構成完全改變了，電子設備已日趨小型化，有源濾波器和陶瓷濾波器將逐步取代原來在低頻部分必不可少的LC型濾波器,同時在高頻部分也出現(xiàn)了許多新型的濾波器，如微帶濾波器、介質濾波器和腔體濾波器等等。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。然而具有這樣理想特性的濾波器是不存在的，濾波器的設計目標是：在盡可能允許的范圍內近似的達到理想濾波器的要求，它對所有要求的通帶頻率范圍內的信號提供盡可能的傳輸，而對通帶外的頻率信號盡可能的抑制[9]。2022年，波器 [3]， 2022年， SIR雙頻段帶通濾波器，諧振器之間水平方向距離和垂直方向距離的變化用來改變諧振器在兩個頻段的耦合大小，從而達到控制雙頻帶通濾波器帶寬的目的。此方法較適用于兩個通帶頻率相差較大的場合。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。國內對于雙頻段通信系統(tǒng)研究和應用也一直非常重視，但對雙頻段濾波器設計理論研究，特別是在應用研究與開發(fā)上，國內還處在起步階段，與歐美同等國相比仍有一定差距。山西大學本科畢業(yè)論文（設計）5 國內外的研究現(xiàn)狀 本世紀以來，在歐、美、日等國，對于雙頻段濾波器等器件的研究與設計一直受到極大的重視，迄今已開發(fā)了多種形式的雙頻段濾波器。傳統(tǒng)設計雙頻通信系統(tǒng)，每一個通信系統(tǒng)都有其獨立的天線，濾波器，低噪聲放大器等元器件，因此體積大，功耗大。這種濾波器是用一個雙頻段單元來處理兩個波段的信號。因此，對雙頻帶濾波器的研究具有重要的意義和實用價值。濾波器作為現(xiàn)代通信設備中不可缺少的關鍵器件之一，它能有效地濾除各種無用信號及噪聲信號，降低各通信頻道間的信號干擾，從而保障通信設備的正常工作，實現(xiàn)高質量的通信，進而達到頻譜資源的有效利用 [46]。隨著無線通信的迅猛發(fā)展，單頻段通信系統(tǒng)越來越顯示出它的局限性，促進雙頻段及多頻段通信系統(tǒng)相關方面的研究 [3]?，F(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。近年來，相比與其它領域，移動通訊技術得到了飛速發(fā)展，不但增大了射頻濾波器的需求，同時也對其提出了更高的要求——高性能、小型化、輕型化、低成本。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研