精品基于sir的双频带通滤波器的设计与仿真毕业设计论文

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1、(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)基于SIR的双频带通滤波器的设计与仿真摘　要随着无线通信的迅猛发展及需求的不断增加，双频便携式电话和无线局域网被广泛应用，双频段滤波器也就成为这些通信系统前端的重要器件。本论文所研究的利用阶梯阻抗谐振器实现双频滤波的方法，与传统的滤波器组合、零极点综合等方法相比，具有结构紧凑、设计灵活等优势，由此设计的双频滤波器其第二通带的频点位置可通过阻抗比Rz及谐振器的长度进行调节。文中介绍并分析了阶梯阻抗谐振器(Stepped．Impedance．Resonators，SIR)的结构和特性，着重阐述了半波长阶梯阻抗谐振器的基本特性，并分析了这种

2、结构谐振器的优越性及其实现双频的原理。在此基础上采用半波长SIR谐振器设计了应用于WLAN(无线局域网IEEE.802.1labg)系统的带宽可控的双频段带通滤波器。关键词双频带通滤波器，阶梯阻抗谐振器，阻抗比DesignofDual-BandBandpassFilterUsingSIRAbstractWiththethefrontofthesecommunicationssystems.UsingthemethodofStepped-Impedance-Resonatortorealizedual-passbandfiltersisresearchedinthisdissertat

3、ion,comparingtothetraditionalmethodsthatcombinationfilters,,they,andthesecondresonantfrequencyofthedesigneddual-bandfiltercanbecontrolledbytheimpedanceratioRzandthelengthoftheresonator.ThestructureandcharacteristicofStepped--Impedance--Resonatorsarepresentedinthispaper,withanemphasisonthe，根据文献[

4、11]，可以表示为：(3-1)取得谐振条件为：(3-2)从式(3-1)，我们能理解SIR的谐振条件取决于θ1、θ2和阻抗比RZ。一般均匀阻抗谐振器(UIR)的谐振条件唯一地取决于传输线的长度，而对SIR则同时要计入长度和阻抗比。因此28SIR比UIR多了一个设计的自由度。图3.3微带线λg2型SIR基本结构为了设计简单，设可通过采用较小的值来缩短SIR谐振器的电长度，即采用图3.3(a)所示的结构。但最大SIR长度被限定于对应UIR长度的两倍。在上述条件下，输入导纳和谐振条件可以分别写为：(3-3)(3-4)对于λg2型SIR而言，杂散响应变得很关键[14]，这要求设计时考虑更高谐振

5、模式的杂散响应。设基本谐振频率和杂散谐振频率分别为f0、fs1、fs2、fs3，相应的θ分别为θ0、θs1、θs2、θs3。谐振时式(3-4)等于0，可以得到：（3-5）由式(3-5)得到各杂散频率与基本频率之比分别为：（3-6）28从(3-6)式可以看出，各杂散频率的位置由阻抗率Rz决定，通过调节阻抗比Rz可以很方便地控制各杂散频率的位置，这是SIR一个比较重要的特点。图3.4是各杂散频率与基本谐振频率昀比值随阻抗比的变化曲线，由曲线可知：图3.4阻抗比与归一化杂散频率的关系(3-7)以上特点对利用SIR作为谐振器来设计超宽带滤波器非常重要，通过选择合适的阻抗比RZ的值，可以方便地

6、将滤波器的工作频段调到我们所需要的频段。3.3λg2型SIR谐振器的电长度从图3.3可以得到，λg2型SIR总的电学长度：(3-8)结合基本谐振条件式(3-2)可以得到：（当RZ1时）(3-9)(当RZ=1时)(3-10)将式(3-9)对θT进行求导得：(3-11)因此总的电学长度取得极值的条件为：(3-12)λg2型SIR总的电长度如图3.5所示。从图中可以看出，当01时，总的电长度取得极大值。同时，RZ取得越小，总的电长度越小。综上所述，要使设计的滤波器能够满足小型化的要求，通常取较小的RZ。28图3.5SIR总的电长度3.4λ

7、g2型SIR实现双频的原理用λg2型阶梯阻抗谐振器实现的双频段带通滤波器，在其宽频带响应中，有多个杂散频率，并且杂散响应的频率位置可以通过阻抗比Rz进行调节，我们就想到可以用一次响应杂散频率来设计阶梯阻抗双频滤波器。根据式（3-2），λg2型SIR的谐振条件为：(3-13)(3-14)式子（3-13）、（3-14）中f1和f2分别为谐振器的基频和第一杂散响应频率，SIR谐振器可采用等电长度（）或非等电长度（）两种形式，为了增加设计的灵活性，在本文的设计中，