同轴滤波器与UWB微带滤波器的设计

摘要

从电信发展的早期，滤波器在电路中的作用就十分重要，并随着通信技术的发展而取得不断的进展。在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛。滤波器是所有的电子部件中，使用较多、技术较复杂的器件。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究是非常重要的。 本文从分析滤波器的两端口网络理论开始，介绍了滤波器的基本原理和传统的滤波器设计方法。然后根据传统滤波器的设计方法设计了同轴滤波器，此滤波器的外导体采用长方体，谐振器和耦合器都是圆柱体，内部由三个谐振器组成，在这三个谐振器中间插入了两个耦合器，把这两个谐振器耦合起来。然后利用高频结构模拟软件-HFSS对同轴滤波器进行了仿真和优化。有了仿真软件的帮助，传统滤波器的设计变得更准确、快速、实用了。接下来设计了一种新型的微带UWB滤波器。该滤波器是由五节短路线组成，这五节短路线被连接线分开并在输出输入线中加入了一段交叉耦合线。这段交叉耦合线使带宽的两侧有很好的抑制边带，而不用增加传输线数目。采用射频仿真软件ADS进行仿真和优化使UWB微带滤波器达到了设计要求。 为了验证本文的设计，在当前实验室所具备的材料资源和测试条件下，降低了中心频率，增加了基板的厚度，相应的也改变了微带的长度和宽度，制作了一个UWB滤波器。UWB微带滤波器的测试结果与软件仿真结果基本吻合。 最后文章对两种滤波器实现过程和两种仿真软件进行了比较，对仿真结果进行了讨论，并对测试结果与仿真结果的误差进行了分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1选题背景和意义

1.2论文的主要工作和内容安排

第2章滤波器的基本原理

2.1二端口网络

2.1.1阻抗参量Z

2.1.2导纳系数Y11

2.1.3散射参量S

2.1.4转移参量A

2.1.5网络参量间的相互关系

2.2滤波器的基本概念

2.2.1滤波器的一般知识

2.2.2微波滤波器的主要技术指标

2.3微波滤波器的综合设计

2.3.1低同原型滤波器及切比雪夫低通原形滤波器

2.3.2切比雪夫低通原型滤波器的数学表达式

2.4频率变换

2.4.1低通滤波器与低通原型的频率变换

2.4.3带通滤波器与低通原型的频率变换

第3章同轴滤波器

3.1序言

3.2微波同轴滤波器的设计

3.2.1微波同轴滤波器的结构设计

3.2.2微波滤波器的参数求解

3.3滤波器的仿真

3.3.1HFSS简介

3.3.2仿真优化

第4章微带滤波器

4.1序言

4.2微带UWB滤波器的设计

4.2.1 UWB滤波器的结构设计

4.2.2 ADS软件简介

4.3仿真优化

4.3.1绘制电路图

4.3.2优化

4.3.3仿真

4.3.4滤波器的制作

4.4实验测试结果及其分析

结论

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢

研究生履历