無線通信系統(tǒng)射頻前端高性能小型化濾波器研究.pdf

1、濾波器作為無線通信系統(tǒng)中的重要組成部分，用以抑制帶外干擾和諧波，其性能和體積是實現(xiàn)系統(tǒng)高性能、小型化的關(guān)鍵。特別是在當(dāng)今無線通信中廣泛應(yīng)用，頻譜資源短缺的情況下，高性能濾波器對多模、多頻無線通信設(shè)備尤為重要。由于成本、性能等綜合因素，濾波器采用傳統(tǒng)的工藝實現(xiàn)，導(dǎo)致性能較差、體積較大，阻礙了濾波器朝著小型化、高性能發(fā)展。
　　波導(dǎo)濾波器和微帶濾波器都具有易設(shè)計、低成本、小尺寸、易于與其它電路集成等優(yōu)點，且可利用標(biāo)準(zhǔn)的PCB工藝制作，

2、自問世以來即受到廣泛關(guān)注。本論文針對半模基片集成波導(dǎo)和其它平面諧振器展開小型化和高性能濾波器研究，結(jié)合無線通信系統(tǒng)實際需求，深入探討雙帶、寬帶、三帶等不同要求下，濾波器結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵問題，利用了行之有效的小型化高性能濾波器設(shè)計方案，取得如下成果:
　　1.利用CSRR-HMSIW結(jié)構(gòu)分別與緊湊型短路CRLH-TL結(jié)構(gòu)和CSRR-DGS結(jié)構(gòu)設(shè)計了兩款雙帶濾波器。提出了CSRR-HMSIW結(jié)構(gòu)和緊湊型短路CRLH-TL結(jié)構(gòu)的結(jié)合方式，實

3、現(xiàn)了高性能、小型化的雙帶濾波特性;采用電路和結(jié)構(gòu)的曲線擬合比較法得到了CSRR-HMSIW和CSRR-DGS的雙帶濾波器單元結(jié)構(gòu)與等效電路之間的對應(yīng)關(guān)系，聯(lián)級兩個單元結(jié)構(gòu)設(shè)計了中心頻率分別為2.5GHz和5.4GHz的雙帶濾波器。選用錐形漸變饋電的方式實現(xiàn)了模式變換和阻抗匹配，提高了濾波器的外部品質(zhì)因素。
　　2.利用新型的階躍阻抗諧振器(SIR)結(jié)構(gòu)設(shè)計了一款雙帶濾波器和三帶濾波器。運用奇偶模理論分析了SIR諧振器的阻抗比、電長

4、度與諧振器基頻、諧波的關(guān)系，確定了SIR實現(xiàn)小型化設(shè)計方案。在設(shè)計雙帶濾波器中，采用了斜對稱的0°耦合饋電結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了阻帶傳輸零點的引入，提高了帶外抑制性能。并引入源和負(fù)載之間的耦合與新型的SIR特性設(shè)計了三帶濾波器，減小了濾波器尺寸。
　　3.提出了基于雙閉環(huán)SIR諧振器結(jié)構(gòu)的雙帶濾波器。利用奇偶模理論分析確定了其結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能之間的關(guān)系，采用耦合饋電方式，在阻帶產(chǎn)生了四個傳輸零點，提高了阻帶抑制特性和通帶間的隔離。