微带交叉耦合滤波器设计及小型化研究

摘要

随着移动通信技术的飞速发展,微波滤波器的结构日益复杂,性能指标不断提高。传统的Chebyshev滤波器设计方法已经难以满足设计要求,因此有必要研究具有准Elliptic函数特性的广义Chebyshev滤波器综合方法；滤波器性能的提高意味着更复杂的结构,耗费更长的计算机仿真和调试时间,需要引入高效率的调谐方法；小型化是微波滤波器的发展方向,该领域的研究刚刚起步,存在很大提高空间。针对以上问题,本论文主要在广义Chebyshev滤波器综合理论、微带滤波器仿真调谐算法、滤波器小型化设计这三个方面进行了深入探讨。
　　 本论文分析了交叉耦合结构对滤波网络的影响；介绍了具有传输零点的广义Chebvshev滤波器综合方法,包括N阶和N+2阶两种耦合矩阵结构；在相似变换理论基础上给出耦合矩阵拓扑变换方法；给出设计实例以验证这些综合方法的有效性。
　　 根据综合得到的滤波器耦合矩阵,本论文设计了一个6阶微带开环谐振器交叉耦合滤波器,并进行仿真验证。基于空间映射法,针对交叉耦合滤波器的特点提出一种调谐方法,应用于本例微带滤波器的优化,实际运行结果证实了该方法的高效率。
　　 进一步,本论文将分形理论应用到滤波器小型化设计中,利用Hilbert分形曲线的平面填充能力使滤波器占用空间大为减小,并深入分析小型化结构给滤波器性能带来的影响,最后将本例滤波器用Hilben分形结构实现。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第一节 微波滤波器的研究历史及现状

第二节 本文主要工作

第二章 交叉耦合矩阵的综合理论

第一节 滤波器特性响应种类

第二节 交叉耦合滤波器等效电路模型

第三节 交叉耦合引入有限传输零点的原理

第四节 N型耦合矩阵的综合

2.4.1 广义Chebyshev函数综合

2.4.2 网络导纳参数综合

2.4.3 从短路导纳参数提取耦合矩阵

第五节 N+2型交叉耦合矩阵的综合

第六节 交叉耦合矩阵拓扑变换

第三章 交叉耦合滤波器设计和调谐

第一节 交叉耦合矩阵综合实例

第二节 交叉耦合滤波器设计与仿真

3.2.1 滤波器结构尺寸的确定

3.2.2 滤波器整体仿真

第三节 交叉耦合滤波器调谐技术

3.3.1 空间映射算法理论

3.3.2 初始空间映射算法

3.3.3 主动空间映射算法

3.3.4 应用主动空间映射算法进行滤波器调谐

第四章 小型化分型结构滤波器设计

第一节 分形理论

4.1.1 分形理论概述

4.1.2 分形维数的确定

第二节 谐振器小型化技术分析

4.2.1 Hilbert分形

4.2.2 Hilbert结构谐振器中心频率分析

4.2.3 Hilbert结构谐振器灵敏度分析

4.2.4 Hilbert结构与折叠线结构谐振器比较

4.2.5 Hilbert结构分形次数限制

4.2.6 Hilbert结构结构谐振器改进

第三节 Hilbert分形结构滤波器设计仿真

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果