用于无线通信的发夹型和DGS结构微波滤波器设计

论文摘要

随着移动通信的快速发展,特别是3G技术的快速普及,作为通信系统设备关键部件的滤波器也正在向高性能和小型化的方向发展。本文主要针对用于无线通信的发夹型带通滤波器和缺陷接地结构(DGS)低通滤波器进行了分析,并对新结构微波滤波器进行了设计。论文的主要工作包括以下几个部分：第一,简要回顾了微波滤波器的发展历史,对微波滤波器的基本理论进行了综述。根据相关理论分析,设计了一款五阶发夹型微波带通滤波器,并对其进行了仿真和优化设计。第二,综述了DGS结构器件的发展历程及其设计技术现状,分析了DGS结构的等效电路。对哑铃型DGS结构进行了深入的研究,重点分析了参数的变化对性能的影响,并进一步对比分析了哑铃型、圆形和半圆形DGS结构的参数特性。第三,在对多种DGS结构研究和分析的基础之上提出了改进的半圆形DGS结构,即在半圆形的DGS结构中加载H形开路枝节,增强了微带线和半圆形DGS结构之间的耦合电容,改善了阻带特性。通过仿真优化二个、三个单元的级联周期结构,使得新型DGS低通滤波器的带内插入损耗更小,带外抑制度更高。第四,对新设计的低通滤波器进行了加工、测试和分析,测试结果和仿真结果基本一致。新型的DGS低通滤波器较传统的低通滤波器在性能上获得了显著提升,而且结构紧凑,可以应用于实际的微波设备当中。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本人工作
• 第二章 DGS综述及其等效电路分析
• 2.1 PBG结构的提出
• 2.1.1 光子晶体基本原理
• 2.1.2 光子带隙结构
• 2.2 DGS结构简介
• 2.2.1 DGS结构的提出
• 2.2.2 DGS的优越性
• 2.2.3 常见的DGS结构简介
• 2.3 DGS等效电路参数的提取
• 2.3.1 HFSS仿真软件介绍
• 2.3.2 DGS等效电路的原理
• 第三章 微波滤波器理论及设计
• 3.1 微波滤波器简介
• 3.1.1 微波滤波器的发展趋势
• 3.2 微波滤波器原理
• 3.2.1 微波滤波器的分类
• 3.2.2 低通原型滤波器
• 3.2.3 低通到带通滤波器的频率变换
• 3.2.4 微波滤波器的结构类型
• 3.2.5 滤波器的基本技术指标
• 3.2.6 滤波器设计的基本步骤
• 3.3 微波电路和传输线理论
• 3.3.1 导波结构
• 3.3.2 传输线理论及其特性
• 3.3.3 微带线的谐振特性
• 3.4 耦合线基本原理
• 3.5 发夹型带通滤波器的设计及仿真
• 3.5.1 微波带通滤波器的设计原理
• 3.5.2 发夹型滤波器的设计
• 3.5.3 发夹型滤波器各参数初值的确定
• 3.5.4 五阶发夹型带通滤波器的仿真
• 第四章 新型DGS的研究与设计
• 4.1 哑铃型DGS等效参数的提取
• 4.1.1 边长a的影响
• 4.1.2 边长b的影响
• 4.1.3 缝隙宽度g的影响
• 4.1.4 边长a=b时的影响
• 4.2 新型DGS的提出及其性能的仿真分析
• 4.2.1 半圆形DGS结构和等效电路分析
• 4.2.2 添加H形开路枝节的半圆形DGS滤波器的仿真分析
• 4.2.3 新型DGS级联结构低通滤波器
• 4.3 滤波器的加工、测试及性能分析
• 4.3.1 滤波器的加工
• 4.3.2 滤波器的测试
• 4.3.3 测试结果分析
• 第五章 总结和展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文题目