应用于GSM和WLAN的双频天线和双频滤波器的设计

摘要

近年来，随着通信技术的快速发展，人们对网络通信的要求越来越高，单频段通信系统已经很难满足人们日益增长的无线通信需求。多频段通信系统可以大大增加通信容量，且可以节约通信系统的制作成本，因此，多频通信系统已经成为了学术界和工程领域的研究热点。目前，全球移动通信系统(GSM)和无线局域网(WLAN)是应用最为广泛的两个通信系统。GSM0.9GHz和GSM1.8GHz是全球数字网的主导标准，能同时工作在0.9GHz频段和1.8GHz频段的GSM双频通信系统有着广阔的应用空间，具有很大的市场需求，因此，研究GSM双频通信系统具有很大的实际意义。WLAN经过多年的发展，已经形成了多种WLAN网络标准。其中，IEEE802.11b标准的2.4GHz频段和IEEE802.11a标准的5.2GHz频段是最常用的两个频段，研究能同时工作在WLAN2.4GHz频段和WLAN5.2GHz频段的双频系统是非常有意义的。
　　天线和滤波器是GSM和WLAN通信系统中的重要器件，本文的任务是设计应用于双频GSM通信系统和双频WLAN通信系统的双频天线和双频滤波器。本文设计了两款双频天线，一款应用于GSM0.9/1.8GHz通信系统，另一款应用于WLAN2.4/5.2GHz通信系统。GSM双频天线采用改进的对称振子天线结构实现。该天线由两组对称振子组成，一组为折叠的带状振子，用于辐射低频信号;另一组为蝶形振子;用于辐射高频信号。与传统的印刷偶极子天线相比，本文设计的天线增加了一组蝶形振子。通过增加一组蝶形振子，不但达到了双频效果，同时还增加了天线的带宽。WLAN双频天线采用平面单极子天线结构实现双频，通过挖一个U型槽来达到增加带宽的目的。本文所设计的两款滤波器都是通过耦合谐振器的寄生通带法实现双频的。利用二分之一波长阶跃阻抗谐振器作为谐振单元设计双频滤波器。双频滤波器分别工作在GSM0.9/1.8GHz频段和WLAN2.4/5.2GHz频段。本文采用理论分析和电磁仿真软件优化设计相结合的方法进行设计，并根据设计结果进行了实际的加工和测试。测试结果表明，本文所设计的双频天线和双频滤波器的各项技术指标均满足设计要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 双频天线和双频滤波器的研究现状

1．2．1 双频天线的研究现状

1．2．2 双频滤波器的研究现状

1．3 论文的主要内容和章节安排

第2章 天线的基本理论

2．1 天线的作用

2．2 天线的主要参数

2．3 天线的馈电方式

2．4 天线实现双频的技术

2．5 偶极子天线和单极子天线

2．5．1 偶极子天线的结构及辐射场

2．5．2 单极子天线的结构及辐射场

2．6 本章小结

第3章 GSM双频天线和WLAN双频天线的设计

3．1 GSM双频天线的设计

3．1．1 GSM双频天线的结构

3．1．2 GSM双频天线的仿真设计

3．1．3 GSM双频天线的加工与测试

3．2 WLAN双频天线的设计

3．2．1 平面单极子天线

3．2．2 WLAN双频天线的仿真设计

3．2．3 WLAN双频天线的加工与测试

3．3 本章小结

第4章 滤波器的基本理论

4．1 滤波器的基本知识

4．1．1 滤波器的分类

4．1．2 滤波器的几个主要参数

4．2 滤波器实现双频的方法

4．3 阶跃阻抗谐振器SIR

4．3．1 SIR的基本结构和设计原理

4．3．2 半波长SIR的结构和设计原理

4．4 本章小结

第5章 GSM双频滤波器和WLAN双频滤波器的设计

5．1 引言

5．2 GSM 0．9／1．8GHz双频滤波器的设计

5．3 WLAN 2．4／5．2GHz双频滤波器的设计

5．4 两款双频滤波器的加工与测试

5．4．1 GSM 0．9／1．8GHz双频滤波器的加工与测试

5．4．2 WLAN 2．4／5．2GHz双频滤波器的加工和测试

5．5 本章小结

第6章 结束语

参考文献

致谢