微带可调滤波器的分析与设计

《微带可调滤波器的分析与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士论文微带可调滤波器的研究与设计虽然有不少国内外学者研究可调带通滤波器，但是对于绝对带宽不变的可调滤波器研究的还是较少。1982年I．C．H嘶er介绍了一种采用梳状线加载变容二极管的可调滤波器【6J，中心频率的可调范围达到42．5％，带宽为200MHz士10％，最大差损为5．4dB。这是首次利用梳状线结构设计可调滤波器，并提出要控制带宽的要求。2008年J．SHong开启了利用双模谐振器设计可调滤波器的新篇章，随后他又在文献[8]中通过控制双模谐振器的奇偶模实现了绝对带宽基本不变的可调滤波器设计。2012年，Se玎觚。等人利用三角形双模谐振器设计了一个带宽和中心频率能

2、独立可调的带通滤波器【9J。从国内外学者对可调滤波器的研究进展可以看出，一方面具有宽阻带特性的小型化低通可调滤波器具有很大的发展前景：另一方面基于多模谐振器设计绝对带宽恒定的可调滤波器是目前国际上的新兴方向，然而，研究现状表明，目前国内外无论在多模谐振单元的设计形式、还是设计方法上都有着许多工作亟待解决。因此，基于以上领域的发展背景，本文提出和设计了两种高性能的小型化微带可调滤波器，我们的主要工作在基于多模谐振单元设计形式以及新型可调技术的设计方法上开展了有意义的探索，这一探索具有很强的学术研究价值和工程指导意义。本论文的研究所产生的一系列成果，能够为可调滤波器的研究提

3、供有价值的技术储备。1．3本文主要内容本文基于可调滤波器在现代无线通信系统和雷达系统中的应用背景，对利用变容二极管设计的可调滤波器进行了深入研究，并设计了两种类型的微带可调滤波器。一方面本文以小型化、宽阻带为设计目标，首先设计了一种新型的微带低通滤波器；其次又设计了一种具有宽调谐范围的低通可调滤波器。另一方面，实际应用中的无线通信系统对微波器件的带宽都有要求，因此带宽未经控制的可调滤波器很难应用到实际的系统中，基于此应用背景，设计了绝对带宽恒定的可调带通滤波器。在研究和设计的过程中，进行了详细的理论分析，通过仿真和实物加工，论证了设计的可行性。本论文的主要内容如下：1．

4、通过查阅国内外关于可调滤波器的文献，总结了微带可调滤波器的研究背景和研究现状。其次介绍了本论文的主要研究内容。2．滤波器的基础理论。首先介绍了滤波器的基本参数和低通原型滤波器的综合理论：其次介绍了用微波结构模拟各种集总元件的方法；最后介绍了K、J变换器的原理，实现和应用，以及耦合谐振式带通滤波器的设计理论，并给出外部品质因数、耦合系数对可调滤波器响应特性的影响。这些滤波器的基础理论为后面电路的设计提供了理论依据。3．以小型化和宽阻带为设计目标，设计了微带低通／低通可调滤波器。首先利用传输线理论分析了阶梯阻抗谐振器(SIR)的谐振特性；其次介绍了利用阶梯阻抗谐振器加31．

5、绪论硕士论文载的方式设计的具有小型化、宽阻带特性的低通滤波器的设计实例，并给出了仿真和测试结果；在此基础上又介绍了具有宽阻带特性的微带可调低通滤波器的设计实例，并给出仿真和测试结果。最后对本章内容进行小结。4．两种绝对带宽恒定的可调带通滤波器的设计。首先对E型多模可调谐振器进行奇偶模特性分析，然后利用该E型可调多模谐振器设计了绝对带宽恒定的可调带通滤波器。在该设计的基础上对滤波器结构进行改进，从而实现另一种具有高选择性的绝对带宽恒定的可调滤波器，并给出仿真和测试结果；最后对本章内容进行小结。5．总结全文的研究成果，提出有待进一步解决和改善的问题；并对本课题后期工作给予展

6、望。4硕士论文微带可调滤波器的研究与设计2滤波器设计的基本理论2．1滤波器的基本参数1．截止频率传输系数的幅度从最大值下降3dB时所对应的频率点，一般用Z表示。2．中心频率滤波器通带频率范围内的中间频率点，一般用五表示。3．带宽带宽一般有两种形式：一种是绝对带宽，一种是相对带宽。绝对带宽的定义：就带通滤波器而言，一般指通带内最大值下降3dB所对应的两个截止频率点厶和无之间的宽度即厶一无。相对带宽的定义为绝对带宽与中心频率兀的比值，即掣。，o4．群延时滤波器是一个时延网络，即当信号经过时相位会发生变化。因此在滤波器的设计中常用滤波器的群延时函数来评价信号经滤波器后相位失真

7、的程度。而插入相移矽(国)是频率的函数，因此定义插入相移频率特性曲线的斜率为群时延，其定义式如下：r(缈)：掣(2．1)5．插入损耗微波电路中的理想滤波器在通带内应该是没有功率损耗的。然而，在实际中，滤波器具有一定程度的功率损耗。因此定义电路中由于滤波器的插入而导致的信号的损耗为插入损耗，一般用S2l参数定量描述，用dB为量度单位，其定义式如下：是1=10log争=一10log(1一l‘12)(2．2)1O埘式中，圪是滤波器从信号源得到的输入功率，匕，是滤波器向负载输出的功率，L是从信号源向滤波器看去的反射系数。6．回波损耗输入功率与反射