双通带电调微带滤波器的设计研究

摘要

移动无线通信和人们的日常生活已密不可分，滤波器是通信系统中十分重要的组成部分，其性能表现直接影响到无线通信的通信质量。现代通信系统中的滤波器小型化、高集成度、高复用性趋势为电调滤波器代替传统滤波器提供了有利契机，研究电调滤波器设计方法具有重要意义。
　　本文基于变容二极管和射频微机电系统(RF-MEMS)两种调谐元件，分别设计了连续电调宽阻带滤波器和数字电调超宽带滤波器，它们都具有双通带。本论文具体工作归纳如下：
　　首先，提出所设计电调滤波器的指标要求，阐述了低通原型滤波器到微带滤波器的转换方法，归纳总结了连续电调滤波器和离散电调滤波器的实现方式，对比分析了多种电调实现方法，进而论证提出了采用变容二极管实现连续电调滤波器和采用RF-MEMS开关网络实现数字电调滤波器的设计方案。
　　其次，通过理论分析阶梯阻抗谐振器(SIR)结构的特点和谐振特性，选择出适合设计宽阻带滤波器的SIR结构。对变容二极管建模和仿真，并将变容二极管加载于弯折的SIR中心和T型开路枝节的中心，设计了一种连续电调滤波器双通带滤波器，通过在输入输出耦合线上加载非对称网络结构和马刺线结构，进一步改善了连续电调滤波器的阻带特性，设计了一种连续电调宽阻带滤波器。仿真结果与实测结果符合程度较好，验证了设计思路和方法的正确性。
　　最后，基于典型超宽带滤波器设计了一种新型超宽带滤波器，对T型开路存根进行仿真并运用级联网络方法分析，得到开路存根陷波中心频率变化规律，设计了一种具有阻带特性的超宽带滤波器。对RF-MEMS开关网络特性分析，设计了一组具有四个调谐状态的RF-MEMS开关网络，对开关网络进行仿真，验证了设计的RF-MEMS开关网络在高频下工作的可行性。将该开关网络加载于双通带超宽带滤波器的开路存根上，完成了数字电调超宽带滤波器，仿真结果验证了该滤波器符合设计要求，验证了设计思路和方法的正确性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2电调滤波器的研究历史及现状

1.2.1连续电调滤波器的研究历史及现状

1.2.2离散电调滤波器的研究历史及现状

1.3本论文的主要研究内容及结构

第2章 电调滤波器设计的理论分析

2.1电调滤波器的设计指标

2.2滤波器的设计方法

2.2.1低通原型滤波器

2.2.2滤波器的频率转换

2.2.3集总参数到分布参数的转换

2.3电调滤波器的实现方式

2.3.1连续电调滤波器的实现方式

2.3.2离散电调滤波器的实现方式

2.3.3典型实现方式的比较

2.4本章小结

第3章 连续电调宽阻带滤波器设计及测试

3.1谐振器基本结构的选择分析

3.1.1 SIR的结构分类

3.1.2 SIR的结构选择

3.2变容二极管特性分析及仿真

3.2.1变容二级管特性参数分析

3.2.2变容二级管建模及仿真

3.3连续电调宽阻带滤波器设计

3.3.1设计思路

3.3.2连续电调滤波器的实现

3.3.3连续电调宽阻带滤波器的实现

3.4实验测试及结果分析

3.5本章小结

第4章 数字电调超宽带滤波器设计

4.1双通带超宽带滤波器设计

4.1.1超宽带滤波器设计

4.1.2存根结构的设计

4.1.3具有阻带特性的超宽带滤波器设计

4.2 RF-MEMS开关网络设计

4.2.1 RF-MEMS开关原理分析

4.2.2开关网络基本单元设计

4.2.3开关网络等效电路分析设计

4.2.4开关电容网络建模及仿真

4.3数字电调超宽带滤波器的实现

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢