微帶濾波器與天線的研究及其集成化設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間：2020-08-25 00:53

【摘要】：隨著電子通信設(shè)備的發(fā)展,具有小型化、集成化的射頻微波電路逐漸受到人們的關(guān)注。其中,在通信設(shè)備中,濾波器和天線的作用更是不可或缺的。性能優(yōu)異的濾波器與天線,能夠很大程度優(yōu)化通信系統(tǒng)的性能。因此,體積小、易于加工的微波濾波器和天線也逐漸成為一個(gè)熱門的研究方向。本文設(shè)計(jì)并仿真了幾款不同的濾波器與天線,同時(shí)還設(shè)計(jì)了一款濾波天線。具體內(nèi)容如下:(1)提出一款加載有開路與短路枝節(jié)的螺旋諧振器,并在該諧振器的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出三款不同的濾波器,分別是三模帶通濾波器、雙通帶濾波器和雙阻帶濾波器。首先,利用奇偶模分析法分別計(jì)算出諧振器的幾個(gè)諧振模式,并對諧振器進(jìn)行仿真,研究各個(gè)參數(shù)對于諧振模式頻率的影響。接著,通過改變諧振器各個(gè)枝節(jié)長度的方法來改變諧振模式的頻率,設(shè)計(jì)出三款不同的濾波器。當(dāng)三個(gè)諧振模式相互靠近時(shí),就得到了具有三個(gè)諧振模式的帶通濾波器;當(dāng)改變枝節(jié)長度讓第一個(gè)諧振模式遠(yuǎn)離另外兩個(gè)諧振模式時(shí),則是具有雙通帶的帶通濾波器;同理,讓第三個(gè)諧振模式遠(yuǎn)離另外兩個(gè)諧振模式,同時(shí)改變饋電方式,可以得到一個(gè)雙阻帶的帶阻濾波器。(2)設(shè)計(jì)幾款不同的平面微帶天線,并使用不同的方法增加工作帶寬。先是提出一款平面準(zhǔn)八木天線,利用了條帶線以及加載短路枝節(jié)的方法,為天線增加一個(gè)諧振模式,從而增加了天線的帶寬。隨后提出一款具有二階E形結(jié)構(gòu)的平面超寬帶天線,并在金屬地上增加一對L形短路枝節(jié)來形成陷波,以屏蔽來自無線局域網(wǎng)WLAN的信號干擾。最后設(shè)計(jì)兩款平面貼片天線,分別使用增加金屬寄生貼片以及金屬化過孔的方法以增加天線的工作帶寬。(3)設(shè)計(jì)一款平面濾波天線。在未改變天線尺寸的前提下,增加帶阻濾波器的結(jié)構(gòu),優(yōu)化了天線右邊帶的滾降斜率。本文首先研究了帶阻濾波器的理論,利用ABCD矩陣和奇偶模分析法計(jì)算出帶阻濾波器的零點(diǎn)和傳輸極點(diǎn),并將帶阻濾波器插入至天線的饋線部分,以便達(dá)到抑制天線右邊帶的增益的作用,防止來自其他信號的干擾。
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN713;TN822
【圖文】：

濾波器,微波濾波器,功率衰減,二端口網(wǎng)絡(luò)

邐邋°逡逑圖２－１濾波器的等效二端口網(wǎng)絡(luò)逡逑對于微波濾波器，可以將其視作一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，如圖２－１，故可以用二端逡逑口網(wǎng)絡(luò)的功率衰減以描述濾波器的工作特性，即逡逑Ｌ邋＝邋ｍｇ＾邋＝邋２０＼ｇ＾—ｄＢ邐（２－１）逡逑Ｐｌ邋Ｐ２１Ｉ逡逑在設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，一般需要注意一下幾個(gè)主要參數(shù)［４３］：逡逑（１）

螺旋諧振器,結(jié)構(gòu)示意圖,濾波器,微波濾波器

邋邐邋°逡逑圖２－１濾波器的等效二端口網(wǎng)絡(luò)逡逑對于微波濾波器，可以將其視作一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，如圖２－１，故可以用二端逡逑口網(wǎng)絡(luò)的功率衰減以描述濾波器的工作特性，即逡逑Ｌ邋＝邋ｍｇ＾邋＝邋２０＼ｇ＾—ｄＢ邐（２－１）逡逑Ｐｌ邋Ｐ２１Ｉ逡逑在設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，一般需要注意一下幾個(gè)主要參數(shù)［４３］：逡逑（１）

對稱二端口網(wǎng)絡(luò),濾波器