小型化平面雙模微波濾波器的同構(gòu)化可調(diào)設(shè)計研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，具有不同工作頻段的無線通信系統(tǒng)逐漸增多，對無線通信系統(tǒng)提出了小型化、多頻段應(yīng)用等新的要求。微波濾波器作為無線通信系統(tǒng)前端的關(guān)鍵性器件，其設(shè)計技術(shù)也相應(yīng)的受到了一些新的挑戰(zhàn)。相對于傳統(tǒng)的單模濾波器，雙模濾波器具有更好的性能參數(shù)和通帶平坦度，而且在結(jié)構(gòu)上也具有小型化的優(yōu)勢，因此近年來得到了較多的關(guān)注。傳統(tǒng)的雙模濾波器設(shè)計技術(shù)是針對具體的工作頻段來進(jìn)行設(shè)計，如果所需要的工作頻段發(fā)生了改變，那么就必須要重新設(shè)計新

2、的濾波器以滿足使用。這對科研人員的時間和精力都造成了額外的負(fù)擔(dān)，而且對科研項目的資源利用和時間進(jìn)度都有一定的影響。因此，設(shè)計結(jié)構(gòu)具有通用性、工作頻段易于調(diào)節(jié)的小型化、高性能的雙模濾波器就成為新的具有挑戰(zhàn)性的工作。
　　本論文針對無線通信系統(tǒng)中的高性能小型化平面雙模微波濾波器的同構(gòu)化可調(diào)設(shè)計開展了研究。在論文中實(shí)現(xiàn)了多種雙模濾波器的同構(gòu)化可調(diào)設(shè)計方案，并基于這些方案設(shè)計了多個高性能、小型化的雙模寬帶濾波器、雙寬通帶濾波器、雙模雙通帶

3、濾波器。這些濾波器具有工作頻段同構(gòu)化可調(diào)、帶內(nèi)插入損耗低、回波損耗高、帶外抑制度好以及結(jié)構(gòu)緊湊等特性。本論文的研究成果在平面小型化雙模微波濾波器的設(shè)計中，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價值，論文的主要工作如下:
　　首先，對平面微波諧振器濾波器的新技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)性的總結(jié)與回顧。然后對雙模諧振器的發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行了闡述。最后對雙通帶濾波器和雙模雙通帶濾波器的設(shè)計方法進(jìn)行了分析和總結(jié)，并且給出了本論文的研究內(nèi)容和主要工作。
　　其次，分析了與研

4、究內(nèi)容相關(guān)的階梯阻抗諧振器的基礎(chǔ)理論，闡述了從均勻阻抗諧振器到階梯阻抗諧振器的演變。然后對中心支節(jié)加載均勻阻抗諧振器的諧振條件及其奇偶模等效電路模型進(jìn)行了分析。最后，給出了中心支節(jié)加載階梯阻抗諧振器的概念，并且對其諧振條件及奇偶模等效電路模型進(jìn)行了分析。
　　再次，實(shí)現(xiàn)了一種基于中心支節(jié)加載階梯阻抗諧振器和源與負(fù)載交叉耦合結(jié)構(gòu)的平面雙模微波濾波器的同構(gòu)化可調(diào)設(shè)計方案。利用該設(shè)計方案分別設(shè)計了可用于UWB低頻段和UWB高頻段的雙模寬

5、帶濾波器，以及具有良好上阻帶特性的雙寬通帶帶通濾波器。這些平面雙模濾波器具有高性能、小型化、加工工藝簡單、易于與微波電路系統(tǒng)集成的優(yōu)點(diǎn)。
　　然后，實(shí)現(xiàn)了一種基于偽交指耦合形式的中心支節(jié)加載階梯阻抗諧振器和非對稱直接饋線方式的雙模雙通帶濾波器的同構(gòu)化可調(diào)設(shè)計方案。然后基于此方案設(shè)計了應(yīng)用于WiMAX和WLAN雙頻無線通信系統(tǒng)的雙模雙通帶濾波器。此后基于此方案同構(gòu)化設(shè)計了應(yīng)用于C波段和X波段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)下行鏈路的雙模雙通帶濾波器。

6、根據(jù)此雙模雙通帶濾波器的同構(gòu)化可調(diào)設(shè)計方案所設(shè)計的濾波器具有結(jié)構(gòu)緊湊、插入損耗低、回波損耗高，以及結(jié)構(gòu)簡單、易于加工集成等優(yōu)勢。
　　隨后，完成了一種基于互補(bǔ)型耦合方式的中心支節(jié)加載階梯阻抗諧振器和非對稱抽頭式饋線方式的雙模雙通帶濾波器的同構(gòu)化可調(diào)設(shè)計方案。然后基于此方案設(shè)計了應(yīng)用于WiMAX和WLAN雙頻段無線通信系統(tǒng)的雙模雙通帶濾波器。此后再基于此方案同構(gòu)化設(shè)計了應(yīng)用于WLANs雙頻段無線通信系統(tǒng)的雙模雙通帶濾波器。根據(jù)此雙模