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小型微波双频带通滤波器的研究

作　者: 江山
导　师: 官雪辉
学　校: 华东交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 双频段滤波器超宽带滤波器马刺线低温共烧陶瓷
分类号: TN713.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着现代无线通信技术的发展,能工作在多个频段的微波器件越来越多地使用在各种通信系统中。例如在无线局域网(WLAN)、全球移动通信系统(GSM)和全球定位系统(GPS)设备中,射频接收机必须同时收发多个频段的无线信号。作为射频系统重要器件,微波双频带通滤波器对系统性能有着举足轻重的作用。因此开展微波双频带通滤波器的研究具有重要的意义。本文对小型双频段滤波器的设计机理进行了深入研究,并设计了多种用于无线通信系统双频滤波器。本文对双频段滤波器的研究工作包括如下三个方面:首先,提出了两种新型微带枝节型双频带通滤波器。滤波器由微带双频段谐振器和微带双频段倒置变换器组成。本文提出了两种新型的双频倒置变换器结构,一种利用三段式阶梯阻抗传输线实现,另一种利用开路枝节加载传输线实现。利用这两种双频倒置变换器实现的双频段滤波器的带宽可以控制。基于这一结构,我们设计了两个可用于无线局域网、中心频率为2.4GHz/5.2GHz的双频带通滤波器。最后的试验结果验证了设计的正确性。其次,提出了一种具有陷波特性的超宽带双带滤波器。超宽带滤波器的核心为一个微带阶梯阻抗多模谐振器,由伪交指结构耦合到滤波器的输入和输出端口。通过多模谐振器中嵌入两个对称的马刺线结构来产生一个阻带,用来抑制5.15~5.8GHz的无线局域网信号。这一方法实现的宽带双带滤波器的3dB带宽分别为3.15~5.15GHz和5.8~10.2GHz。由于马刺线嵌入在谐振器中,电路体积没有增加。最后,研究了LTCC双频带通滤波器设计理论。提出了一种双模谐振器和一种组合谐振器技术来实现LTCC双频带通滤波器的方法。基于这两种方法设计的双频段滤波器的中心频率和通带带宽皆可控制。文中详细给出了滤波器的设计过程,并设计了两个工作在无线局域网2.4GHz/5.2GHz具有不同带宽的双频滤波器,仿真结果验证了提出的设计方法。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-17
  1.1 课题来源  8
  1.2 课题研究的目的和意义  8-9
  1.3 国内外研究现状  9-15
  1.4 本文的工作安排  15-17
第二章滤波器设计的基本理论  17-28
  2.1 引言  17-18
  2.2 常用的低通原型滤波器  18-22
    2.2.1 Butterworth 滤波器  18-19
    2.2.2 Chebyshev 滤波器  19-20
    2.2.3 椭圆函数滤波器  20-22
  2.3 频率变换  22-23
  2.4 变换器与分布参数的带通滤波器  23-27
  2.5 小结  27-28
第三章带宽可控的双带滤波器设计  28-39
  3.1 引言  28
  3.2 三段式阶梯阻抗传输线导纳变换器的滤波器设计  28-36
    3.2.1 双频谐振器  28-30
    3.2.2 双频导纳倒置变化器  30-32
    3.2.3 滤波器设计实例  32-36
  3.3 加载开路传输线导纳变换器的滤波器设计  36-38
    3.3.1 双频段导纳变换器和双谐振器的设计  36-37
    3.3.2 滤波器的设计实例  37-38
  3.4 小结  38-39
第四章超宽带双带滤波器  39-48
  4.1 引言  39-40
  4.2 超宽带滤波器的设计  40-41
  4.3 阻带部分的设计  41-45
  4.4 超宽带双带滤波器的设计  45-46
  4.5 小结  46-48
第五章 LTCC双频带通滤波器的设计  48-63
  5.1 引言  48
  5.2 LTCC工艺技术简介及应用  48-49
  5.3 LTCC三级带通滤波器的设计  49-58
    5.3.1 设计思路  49-51
    5.3.2 双模谐振器尺寸的确定  51-53
    5.3.3 谐振器间耦合系数的确定  53-54
    5.3.4 外部耦合参数的确定以及滤波器的响应特性  54-58
  5.4 基于组合谐振器的双频滤波器设计方法  58-62
    5.4.1 谐振器频率的确定  58-59
    5.4.2 滤波器耦合系数的确定  59-62
  5.5 本章小结  62-63
第六章总结与展望  63-65
  6.1 全文总结  63-64
  6.2 展望  64-65
参考文献  65-70
个人简历在读期间发表的学术论文  70-71
致谢  71-72

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