基于環(huán)形加載諧振器的高性能帶通濾波器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、二十一世紀(jì)來(lái)，信息技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，尤其在無(wú)線通信領(lǐng)域。并且，為滿足短距離移動(dòng)通信、氣象雷達(dá)、射電天文以及空間技術(shù)的發(fā)展需求，無(wú)線通信系統(tǒng)逐步向小型化、高性能和多功能方向發(fā)展。因此，作為無(wú)線射頻前端的關(guān)鍵部件—濾波器，其小型化、高性能和多模、多頻段設(shè)計(jì)成為研究熱點(diǎn)。本論文主要研究了平面多頻帶微帶帶通濾波器的設(shè)計(jì)方法，深入分析和研究了基于環(huán)形加載諧振方法的多模諧振器的優(yōu)異諧振特性，并利用環(huán)形加載諧振器(square ring loade

2、d resonator,SRLR)設(shè)計(jì)了多個(gè)高性能的多頻帶濾波器。本文主要?jiǎng)?chuàng)新研究工作如下：
　　(1)采用環(huán)形加載階躍阻抗諧振器和一個(gè)半波長(zhǎng)諧振器設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用在WLAN和WIMAX的雙頻帶微帶帶通濾波器。階躍阻抗諧振器(stepped impedance resonator,SIR)具有雙頻特性，通過(guò)環(huán)形加載產(chǎn)生三個(gè)可控的諧振模式，并采用奇偶模的等效電路理論對(duì)三個(gè)模式的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了分析；另外，半波長(zhǎng)諧振器不僅產(chǎn)生了第四個(gè)可單

3、獨(dú)控制的諧振模式，而且引入了源負(fù)耦合，產(chǎn)生多個(gè)零點(diǎn)，極大地提高了濾波器的矩形系數(shù)。
　　(2)在環(huán)形加載階躍阻抗諧振器的研究基礎(chǔ)上，首次提出并研究了四模SRLR。首先采用奇偶模等效分析方法對(duì)SRLR的四個(gè)諧振模式進(jìn)行了深入分析，并且得到了四個(gè)模式的諧振公式；其次，采用MATLAB繪制了SRLR關(guān)鍵物理參量與諧振頻率的網(wǎng)格圖，用于指導(dǎo)濾波器設(shè)計(jì)；最后，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)并結(jié)合網(wǎng)格圖研制了一款應(yīng)用在WLAN的小型化雙頻帶濾波器。
　　

4、(3)采用高溫超導(dǎo)材料設(shè)計(jì)了一款四頻帶高溫超導(dǎo)濾波器，極大地提高了濾波器的性能。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)和SRLR的設(shè)計(jì)網(wǎng)格圖，選取滿足要求的SRLR電長(zhǎng)度參量；然后通過(guò)彎折耦合線技術(shù)對(duì)某些諧振模式進(jìn)行校正；最后，兩個(gè)四頻帶SRLR采用偽交趾耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了小型化、高性能的四頻帶高溫超導(dǎo)濾波器。另外，文中對(duì)SRLR的諧振和零點(diǎn)特性作了進(jìn)一步的分析。
　　本文設(shè)計(jì)的三款多頻帶微帶帶通濾波器制作了實(shí)物并且測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合，這說(shuō)