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短距离无线通信中微波滤波器的设计与研究

作　者: 药春晖
导　师: 张文梅
学　校: 山西大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 超宽带滤波器 双通带滤波器 均匀阻抗谐振器 阶跃阻抗谐振器 小型化
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 368次
引　用: 3次
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内容摘要


随着短距离无线通信的发展，人们对于无线通信系统中的微波器件提出了更高的要求。其中滤波器作为一种重要的微波元器件，它性能的优劣直接影响到整个通信系统性能的好坏。因此，对微波滤波器的理论、设计方法以及各种结构形式的研究，已经引起了国内外研究学者的极大兴趣，在近几年来得到大力的发展。本文主要研究了应用在短距离无线通信中的微波滤波器，着重分析了超宽带滤波器和双通带带通滤波器的实现方法，提出应用于不同标准的微波滤波器结构，并对它们进行了分析研究和加工制作。论文主要包括以下内容：首先，介绍了短距离无线通信的标准和应用，能够应用于该系统的滤波器以及超宽带滤波器和双通带滤波器的研究现状；另外，说明了滤波器的基本技术参数和电磁分析方法及仿真软件。其次，通过对谐振电路的理论分析，提出了一种新型的共面波导馈电的超宽带滤波器，利用中心导带的缝隙实现电容耦合，而平行耦合线实现电感耦合，两者相互嵌套，大大减小了滤波器的尺寸，仅为0.42λg0(λg0为中心频率处的导波波长)，测试结果表明其通带内插入损耗都小于2.0dB，回波损耗都大于10dB，群时延的波动为0.29ns。另外，还采用高介电常数的材料对提出的结构小型化，并对其中的结构参数进行仿真分析，小型化后的尺寸为10mm×10mm，可广泛应用于小型电路中。最后，作者提出了两种双通带滤波器，它们适用于无线局域网的电子设备和通信系统中。一种是应用发卡型阻抗谐振器的微带结构，结构中采用两个不等长度的1／2波长均匀阻抗谐振器，分别控制两个通带的中心频率，测试结果表明可以实现符合要求的的双通带频段，插入损耗分别为1.7dB和2.8dB，回波损耗都大于10dB；另一种是方形贴片双通带滤波器，设计结构通过在方形贴片上开两个弧形槽改变滤波器的表面电流分布，形成了可在2.4GHz／5.2GHz的频段工作的滤波器，测试结果中插入损耗分别为2.7dB和2.4dB，回波损耗都大于10dB。文中对两种设计结构参数的影响都进行了仿真分析，同时测量结果与仿真结果也比较吻合。

全文目录


目录  4-7
CONTENT  7-10
中文摘要  10-11
ABSTRACT  11-13
第一章 绪论  13-23
  1.1 短距离无线通信的标准及其应用  13-15
    1.1.1 蓝牙  13-14
    1.1.2 IEEE802.11(WiFi)  14
    1.1.3 IrDA  14-15
    1.1.4 超宽带技术  15
    1.1.5 短距离无线通信技术的特征  15
  1.2 短距离无线通信中的微波滤波器  15-17
    1.2.1 短距离无线通信中微波滤波器的要求  15-16
    1.2.2 应用于无线通信中的微波滤波器分类  16-17
  1.3 短距离无线通信中微波滤波器的研究现状  17-18
    1.3.1 超宽带滤波器的研究现状  17-18
    1.3.2 微带双通带滤波器的研究现状  18
  1.4 本文研究内容及创新之处  18-20
  参考文献  20-23
第二章 滤波器原理与设计  23-29
  2.1 滤波器基本知识  23-25
    2.1.1 双端口网络  23-24
    2.1.2 散射矩阵  24-25
    2.1.3 微波滤波器的基本技术参数  25
  2.2 电磁仿真算法  25-26
  2.3 仿真软件简介  26-28
    2.3.1 Ansoft Ensemble软件介绍  27
    2.3.2 ADS仿真软件  27
    2.3.3 Sonnet仿真软件  27
    2.3.4 Microwave Office软件介绍  27-28
  参考文献  28-29
第三章 超宽带滤波器的设计研究  29-45
  3.1 超宽带技术的基本理论  29
    3.1.1 超宽带技术简介  29
    3.1.2 超宽带技术的特点  29
  3.2 现有超宽带滤波器的分类  29-33
    3.2.1 基于短截线的超宽带带通滤波器  30
    3.2.2 基于微带线多模谐振器超宽带带通滤波器  30-32
    3.2.3 基于共面波导的超宽带滤波器  32-33
  3.3 一种新型的共面波导超宽带滤波器设计研究  33-42
    3.3.1 共面波导的结构及特点  33-34
    3.3.2 超宽带带通滤波器的结构与设计  34-36
    3.3.3 超宽带带通滤波器仿真结果与测试结果对比  36-39
    3.3.4 超宽带带通滤波器的小型化  39-42
  3.4 小结  42
  参考文献  42-45
第四章 双通带微带滤波器的设计研究  45-60
  4.1 带通滤波器设计常用结构  45-48
    4.1.1 发夹型阻抗谐振器  45-46
    4.1.2 SIR阶跃阻抗谐振器  46-48
  4.2 一种新型微带发夹型双通带滤波器研究  48-53
    4.2.1 微带发夹型双通带滤波器的设计原理及结构  48-49
    4.2.2 微带发夹型双通带滤波器的参数分析  49-50
    4.2.3 微带发夹型双通带滤波器的仿真结果  50-51
    4.2.4 微带发夹型双通带滤波器的加工测试  51-53
  4.3 一种新型方形贴片双通带滤波器的研究  53-58
    4.3.1 方形贴片双通带滤波器的设计理论及结构  53-55
    4.3.2 方形贴片双通带滤波器的参数分析及仿真结果  55-57
    4.3.3 方形贴片双通带滤波器的制作和测试  57-58
  4.4 小结  58
  参考文献  58-60
第五章 工艺及测试系统  60-64
  5.1 微带结构器件的制作过程  60-62
    5.1.1 基片处理  60
    5.1.2 版图制作  60
    5.1.3 光刻  60-62
    5.1.4 接地孔金属化与电镀  62
  5.2 测试仪器及测试方法  62-63
  参考文献  63-64
第六章 总结  64-66
  6.1 全文小结  64
  6.2 研究设计中的思考  64-65
  6.3 结束语  65-66
发表文章目录  66-67
致谢  67-69
个人简历  69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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