基于環(huán)形加載諧振器的高性能帶通濾波器的設計與研究.pdf

1、二十一世紀來，信息技術得到了迅猛發(fā)展，尤其在無線通信領域。并且，為滿足短距離移動通信、氣象雷達、射電天文以及空間技術的發(fā)展需求，無線通信系統(tǒng)逐步向小型化、高性能和多功能方向發(fā)展。因此，作為無線射頻前端的關鍵部件—濾波器，其小型化、高性能和多模、多頻段設計成為研究熱點。本論文主要研究了平面多頻帶微帶帶通濾波器的設計方法，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)設計了多個高性能的多頻帶濾波器。本文主要創(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半波長諧振器設計了一款應用在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，通過環(huán)形加載產生三個可控的諧振模式，并采用奇偶模的等效電路理論對三個模式的產生機理進行了分析；另外，半波長諧振器不僅產生了第四個可單

3、獨控制的諧振模式，而且引入了源負耦合，產生多個零點，極大地提高了濾波器的矩形系數。
　　(2)在環(huán)形加載階躍阻抗諧振器的研究基礎上，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SRLR的四個諧振模式進行了深入分析，并且得到了四個模式的諧振公式；其次，采用MATLAB繪制了SRLR關鍵物理參量與諧振頻率的網格圖，用于指導濾波器設計；最后，根據設計指標并結合網格圖研制了一款應用在WLAN的小型化雙頻帶濾波器。
　　

4、(3)采用高溫超導材料設計了一款四頻帶高溫超導濾波器，極大地提高了濾波器的性能。首先，根據設計指標和SRLR的設計網格圖，選取滿足要求的SRLR電長度參量；然后通過彎折耦合線技術對某些諧振模式進行校正；最后，兩個四頻帶SRLR采用偽交趾耦合結構設計了小型化、高性能的四頻帶高溫超導濾波器。另外，文中對SRLR的諧振和零點特性作了進一步的分析。
　　本文設計的三款多頻帶微帶帶通濾波器制作了實物并且測試，測試結果與仿真結果基本吻合，這說