无线通信系统中多种小型化高选择性滤波器件的研究与设计

摘要

在射频、微波以及毫米波通讯系统中，滤波器都发挥着非常重要的作用。随着无线通讯系统的快速发展，对滤波器的小型化、高性能、多功能以及低成本等方面都提出了更高的要求。因此，具有这些特性的滤波器也成为近年来研究的热点。本文主要针对小型化、高选择特性等课题展开讨论，并对无线通讯频段中的微带多通带滤波器、多工器、宽带、超宽带滤波器以及平衡滤波器等滤波器件展开了研究与设计。主要工作内容如下：
　　1．基于多模谐振器的多通带滤波器研究。详细的分析、研究了三节阶梯阻抗谐振器、组合枝节加载谐振器以及阶梯阻抗枝节加载谐振器的谐振特性，并绘制了谐振特性与相应尺寸的关系图。给出了设计多通带滤波器的一般方法。基于本节分析的谐振器分别设计了高选择性的三通带滤波器、高阶双通带滤波器和小型化的三通带滤波器。
　　2．基于槽线阶梯阻抗枝节加载谐振器的多工器研究。提出了一种新型的槽线阶梯阻抗枝节加载谐振器，并对其谐振特性以及带外传输零点进行了深入分析。首先，采用平行耦合馈线设计了两款小型化、高频率选择性的带通滤波器。其次，基于对T形接头的分析，设计实现了具有高选择性的双工器。为了进一步减小多工器尺寸，又提出基于公共腔的多工器设计方法。最后，提出了一种基于分布式馈电技术的新型多工器的拓扑结构，并给出了设计流程，设计了一款小型化的四工器。
　　3．具有宽阻带的宽带滤波器的研究。首先，系统的分析研究了耦合并联枝节加载谐振器的谐振特性，并提出了一款带宽可控的宽带滤波器。在此基础上，引入微带缺陷结构，在不影响通带特性的前提下，实现了对带外谐波的抑制，形成了较宽的阻带。其次，基于对分支线结构的分析，提出了一种改进型的分支线结构，有效的改善了带外特性，并分别采用信号横向交互结构以及并联开\短路枝节提高了通带的选择性以及带外谐波抑制水平。
　　4．高频率选择性的超宽带滤波器研究。首先提出了基于多枝节加载谐振器的超宽带滤波器的设计方法，并设计了具有高选择性、小型化的超宽带滤波器。其次，基于对阶梯阻抗枝节加载的多模谐振器频率特性的分析，给出了一款小型化、高性能的超宽带滤波器设计方法。最后，提出了基于缺陷微带结构的超宽带滤波器设计方法，通过低通滤波器与准高通结构的组合，实现了高频率选择性、宽谐波抑制的超宽带滤波器。
　　5．平衡滤波器件的研究。首先，分别对开路、短路十字形谐振器的谐振特性进行了深入的分析，并设计了一款宽带带通平衡滤波器。其次，提出了一种基于改进型分支线结构的平衡滤波器，在差模响应和共模抑制两方面都较传统型有较大改善。最后，利用双端短路的二分之一波长谐振器和单端短路的四分之一波长谐振器设计了一款结构紧凑的具有宽谐波抑制、高共模噪声抑制的平衡滤波器，并基于此结构，设计了一款高性能的平衡到平衡双工器。

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第一章 绪论

研究背景及意义

国内外发展现状

本文主要内容

第二章 基于多模谐振器的多通带滤波器设计

2.1 前言

2.2基于三节阶梯阻抗谐振器的三通带滤波器设计

2.3基于组合枝节加载谐振器的多通带滤波器设计

2.4基于阶梯阻抗枝节加载谐振器的三通带滤波器设计

2.5小结

第三章 微波多工器的研究与设计

3.1 前言

3.2 槽线阶梯阻抗枝节加载谐振器的特性分析

3.3 基于T形接头的双工器设计

3.4基于公共腔的多工器设计

3.5基于分布式耦合技术的多工器设计

3.6 小结

第四章 具有宽阻带的宽带带通滤波器的研究与设计

4.1 前言

4.2基于耦合枝节加载谐振器的宽带滤波器设计

4.3基于改进型分支线结构的宽带滤波器设计

4.4小结

第五章 高频率选择性超宽带滤波器的研究与设计

5.1前言

5.2基于枝节加载环形谐振器的超宽带滤波器设计

5.3基于多枝节加载环形谐振器的超宽带滤波器设计

5.4基于多模谐振器的超宽带滤波器设计

5.5基于缺陷微带结构的超宽带滤波器设计

5.6小结

第六章 平衡滤波器件的研究与设计

6.1 前言

6.2基于十字形谐振器的宽带平衡滤波器设计

6.3基于改进型分支线结构的宽带平衡滤波器设计

6.4基于传输线谐振器的平衡滤波器设计

6.5基于传输线谐振器的平衡到平衡双工器设计

6.6小结

第七章 结论和展望

参考文献

致谢

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