双通带可调谐阶跃阻抗微带线滤波器的研究与设计

摘要

现如今,双通带滤波器在各种微波电路,高频应用以及无线通信系统中扮演着重要角色。为了满足需要,国内外已经对此进行了大量研究,提出了许多双通带滤波器的设计方法。在这些方案中,比较有代表性的是以阶跃阻抗谐振器结构为主体组成的双通带微带线滤波器。双通带可调谐阶跃阻抗微带线滤波器的研究重难点在于保证良好性能的前提下找到更大的调谐范围和更小巧的结构,这也是本文研究的重点。
　　本文设计并制作了一种以阶跃阻抗谐振器为主体的双通带可调谐滤波器。该滤波器可以用作射频接收机前端电调谐滤波器。理论上,调整阶跃阻抗谐振器的物理长度之比,可以改变滤波器两个通带的中心频率。本文通过借鉴一种特殊的输入输出耦合方式,避免了不必要的接地电容,和传统的耦合结构相比得到了更为紧密的耦合结构和更小的插入损耗,同时使微带线滤波器体积减小;通过在阶跃阻抗谐振器中点安置合适的变容二极管,得到满足要求的微带线滤波器调谐范围。理论与仿真表明,调节安置在阶跃阻抗中点的变容二极管的反向直流电压,可以使微带线滤波器第二通带中心频率在1.5GHz-1.9GHz之间调谐,而第一通带中心频率会固定在900MHz-1GHz处。按照仿真结果制作出的微带线滤波器实物测试结果与仿真结果吻合的较好,第一通带中心频率约为970MHz,第二通带中心频率频率调谐范围约在1.5GHz-1.9GHz,相对带宽4％,10%f0处带外抑制大于25dB。滤波器实物面积约为5cm×7.5cm。

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1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究现状

1.3 内容安排和主要工作

2 微波滤波器及阶跃阻抗谐振器理论分析

2.1 微波滤波器的基本理论

2.2 阶跃阻抗谐振器基本结构

2.3 阶跃阻抗谐振器谐振条件与电长度

2.4 阶跃阻抗谐振器杂散谐振频率

2.5 阶跃阻抗谐振器等效电路模型

2.6 阶跃阻抗谐振器输入输出模型

2.7谐振器中心加载元件的分析

2.8 本章小结

3 双通带可调谐阶跃阻抗微带线滤波器的设计实例

3.1 阶跃阻抗谐振器的设计与仿真

3.2 变容二极管的简介及仿真

3.3 版图器件联合电路仿真

3.4 阶跃阻抗微带线滤波器的分析

3.5 本章小结

4 双通带可调谐阶跃阻抗微带线滤波器的测试与分析

4.1 微带线滤波器PCB图的设计

4.2 微带线滤波器的测试与分析

4.3 本章小结

5 总结与展望

致谢

参考文献