缺陷地面结构滤波器和薄膜声体波谐振器滤波器研究

论文摘要

通信技术的迅猛发展给滤波器提出了越来越高的要求,小型化、易集成、高灵敏度滤波器设计已成为当前国内外微波领域的重要研究课题之一。近年来,缺陷地面结构(Defected Ground Structure,DGS)滤波器因其结构简单,体积小巧,便于集成越来越引起了人们的关注。薄膜声体波谐振器(Thin Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)滤波器发展迅速,与传统的声表面波滤波器(Surface Acoustic Wave,SAW)和陶瓷滤波器相比,它具有工作频率高、功率容量大、尺寸小的优势,将成为未来用于无线通信终端的主流滤波器。本文首先介绍了缺陷地面结构和薄膜声体波滤波器的工作原理及设计方法。然后,根据缺陷地面结构的基本理论,提出了一种具有希尔伯特(Hilbert)分形特征的缺陷地面结构,给出了其等效电路,并分析了其尺寸对电特性的影响。在该缺陷地面结构的基础上,加载并联开路枝节以提高其阻带衰减,并将多个单元级联,设计了一种通带插入损耗小、灵敏度高、尺寸小的低通滤波器。制作了滤波器实物并进行了实验测量,测量结果与仿真结果吻合良好。将Hilbert缺陷地面结构单元与哑铃缺陷地面结构单元混合使用,设计并制作了一种具有很宽阻带的低通滤波器。最后,采用MATLAB语言编写了设计薄膜声体波滤波器的程序,研究了薄膜声体波谐振器,设计了几种性能良好的带通滤波器,还将等效介电常数引入到薄膜声体波滤波器的设计中,采用HFSS电磁仿真软件进行了三维电磁仿真,并与程序仿真结果进行了比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 缺陷地面结构（DGS）的发展现状
• 1.3 薄膜声体波谐振器（FBAR）发展现状
• 1.4 电磁仿真软件介绍
• 1.5 论文主要工作及内容安排
• 第二章 微波滤波器原理
• 2.1 概述
• 2.2 微波滤波器的设计原理
• 2.3 频率变换
• 2.4 微波滤波器的基本技术参数
• 第三章 分形概述
• 3.1 引言
• 3.2 分形几何的基本原理
• 3.3 分形的特性
• 3.4 几种常见的分形几何图形
• 第四章 Hilbert缺陷地面结构滤波器设计
• 4.1 引言
• 4.2 缺陷地面结构的研究方法介绍
• 4.3 Hilbert分形缺陷地面结构
• 4.4 Hilbert分形缺陷地面结构低通滤波器
• 4.5 超宽阻带混合单元缺陷地面结构滤波器
• 4.6 小结
• 第五章 薄膜声体波谐振器滤波器研究
• 5.1 薄膜声体波谐振器的工作原理
• 5.2 薄膜声体波谐振器的分析方法介绍
• 5.3 薄膜声体波谐振器的材料分析
• 5.4 薄膜声体波谐振器的性质及滤波器的构成
• 5.5 FBAR滤波器的程序设计
• 5.6 薄膜声体波谐振器滤波器的HFSS设计
• 5.7 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果