基于多层结构的集成滤波天线设计

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1、财｛謂我衫國碩士学位论文—基于多层结构的集成滤波天线设计作者姓名许梅学校导师姓名、职称王楠副教授；吴边教授企业导师姓名、职称丁伟高工申请学位别工程硕士Ｉ‘西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含证书而使用过的材料一同工为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或。与我作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作不了谢

2、意。了明确的说明并表一切法律责任学位论文若有不实之处，本人承担。：本人签名：如日期梅西安电子科技大学关于论文使用授权的说明定：研宄生在本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规，即校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文？论文的全部或部分内容，允许采用影、，学校可以公布的复印件，允许查阅借阅论文印。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论、缩印或其它复制手段保存论文文、犮明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。导师签名：：本人签名－ｊｍ－＾０期＾２０９－６ＥＪ：＾ｍ期：１

3、学校代码10701学号1502121380分类号TN82密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于多层结构的集成滤波天线设计作者姓名：许梅领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：王楠副教授；吴边教授企业导师姓名、职称：丁伟高工学院：电子工程学院提交日期：2018年6月DesignofIntegratedFilteringAntennaBasedontheMultilayerStructureAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMaster

4、inElectronicsandCommunicationsEngineeringByXuMeiSupervisor:WangNan,WuBianTitle:AssociateProfessor,ProfessorSupervisor:DingWeiTitle:SeniorEngineerJune2018摘要摘要随着现代通讯技术的迅猛发展，射频微波电路系统作为电子装备的前端，其发展越来越趋向于低成本、高可靠性、集成化、小型化和多功能化。作为通讯设备中必需的部件，天线和滤波器对设备整体功能的实现扮演着不可或缺的角色。在传统的射频通信系统中，一般都是分开设计滤波器和天线，然后通过50欧姆或75欧

5、姆的阻抗匹配电路将它们级联起来，这种设计方法不仅使天线和滤波器的模块占据很大的尺寸和面积，而且可能带来阻抗失配的风险，甚至降低射频前端系统的整体性能。为解决这一问题，科研人员提出把滤波器和天线组合为一个小型子系统的方案，即滤波天线。一方面，这种方案省去了匹配电路，大大缩小了整体结构的体积，另一方面使滤波天线同时兼具了天线固有的辐射特性和滤波器的选频特性。本文首先从滤波天线的研究背景出发，基于无线通信系统前端部件小型化和集成化的理念，简要介绍了滤波天线从“滤波器+天线”到集成滤波天线的发展历程；然后系统地对本文侧重的多层结构集成滤波天线的现阶段发展近况和未来发展趋势进行调研，并以滤波器与天线的

6、一系列基本理论为指导，完成了多层结构集成滤波天线的研究。论文的工作内容由下述几部分构成：1.从滤波器的二端口网络和耦合网络的等效电路出发，对滤波器的交叉耦合矩阵综合理论进行研究，推导出耦合系数的计算方法，根据滤波器的耦合拓扑结构，并在电路仿真软件MicrowaveOffice中搭建出所选滤波器的理想交叉耦合电路模型，得出拓扑结构对应的耦合矩阵；随后分析了微带天线的辐射理论和天线的电参数与物理参数，并对滤波天线的两种设计方法：从馈线引入滤波结构的设计方法和滤波天线综合设计方法进行了研究。2.根据从馈线引入滤波结构的研究思路，实现了一款多层结构端射滤波天线。将一个多层结构的滤波巴伦引入到准八木天

7、线的馈电部分，该滤波巴伦由上下两层四个阶梯阻抗谐振器构成，两个非平衡输出端口具有180度的相位差，代替准八木天线传统的从微带线转换为共面带状线的馈电部分，最后实现的滤波天线不仅具有较宽的工作带宽，而且表现出优良的选频性能和端射性能。3.根据滤波天线的综合设计方法，实现了一款基于多模谐振器的多层结构MIMO滤波天线。首先对滤波器进行设计，随后用矩形贴片天线代替滤波器的最后一级谐振器和负载，滤波天线能表现出与该滤