集成阻帶濾波器超寬帶天線設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人們對(duì)現(xiàn)代通信設(shè)備的寬帶化和小型化要求越來(lái)越高，為滿足小型化發(fā)展趨勢(shì)，射頻前端集成設(shè)計(jì)的方法已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點(diǎn)。特別是自從2002年美國(guó)聯(lián)邦委員會(huì)將3.1~10.6GHz頻段作為商用頻段以來(lái)，超寬帶技術(shù)憑借著其傳輸速率高、高安全性和抗多徑衰落能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的發(fā)展。然而，超寬帶覆蓋了3.1~10.6GHz較寬的頻段，與已經(jīng)被廣泛應(yīng)用的窄帶通信系統(tǒng)重疊，例如全球微波互聯(lián)接入（WiMAX，3.3~3.6

2、 GHz）、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN，5.15~5.35 GHz，5.725~5.825 GHz）、射頻識(shí)別（RFID，中心頻率為6.8 GHz）、X波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)。這些窄帶通信系統(tǒng)會(huì)對(duì)超寬帶系統(tǒng)產(chǎn)生潛在的干擾。本文提出將阻帶濾波器和超寬帶天線集成設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)具有良好濾波特性的天線，該方法對(duì)提高超寬帶通信系統(tǒng)的抗干擾能力具有重要的意義。具體研究成果概括如下：
　　首先，針對(duì)超寬帶通信系統(tǒng)與窄帶干擾問(wèn)題，提出采用缺陷微帶線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、阻帶濾波器。本論文提出三種阻帶濾波器：第一、提出基于缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的阻帶濾波器，使其中心諧振頻率為3.42 GHz，該阻帶濾波器可以有效的濾掉WiMAX窄帶干擾信號(hào)。第二、利用級(jí)聯(lián)技術(shù)，提出采用兩個(gè)缺陷微帶線結(jié)構(gòu)級(jí)聯(lián)的雙阻帶濾波器，使其工作在中心頻率為3.52 GHz和5.3 GHz兩個(gè)頻段，可以有效的同時(shí)濾除WiMAX和WLAN窄帶干擾信號(hào)。第三、提出采用三個(gè)缺陷微帶線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三阻帶濾波器的設(shè)計(jì)方法，所設(shè)計(jì)的三阻帶濾波器可以同時(shí)濾除W

4、iMAX、WLAN和RFID窄帶通信系統(tǒng)的干擾。此外，為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)阻帶濾波器的正確性和有效性，采用“等效電路”原理，提出用“路”的分析設(shè)計(jì)方法，并利用 ADS對(duì)所抽取的等效電路模型進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)實(shí)驗(yàn)與 HFSS和ADS仿真結(jié)果的對(duì)比，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性和有效性。
　　其次，提出將阻帶濾波器直接和超寬帶天線進(jìn)行集成的方法，即不改變超寬帶天線的輻射單元形狀和結(jié)構(gòu)尺寸，在平面印刷的超寬帶天線的饋線上集成阻帶濾波器，實(shí)現(xiàn)陷波超寬帶天線的

5、設(shè)計(jì)。第一、采用在輻射貼片和接地面上切角和刻槽的方法，提出一款超寬帶天線，使其滿足超寬帶通信的需求。第二、將設(shè)計(jì)的單阻帶、雙阻帶和三阻帶阻帶濾波器直接與超寬帶天線進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)具有良好濾波特性的陷波天線設(shè)計(jì)，并對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估和分析。第三、提出“路”的分析方法，并對(duì)所設(shè)計(jì)的阻帶濾波器集成的超寬帶天線進(jìn)行分析。
　　最后，提出采用在輻射貼片上集成雙 U形諧振腔和阻帶濾波器集成的多陷波超寬帶天線設(shè)計(jì)方法，并實(shí)現(xiàn)具有五陷波特性的超寬