集成阻帶濾波器超寬帶天線設(shè)計的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人們對現(xiàn)代通信設(shè)備的寬帶化和小型化要求越來越高，為滿足小型化發(fā)展趨勢，射頻前端集成設(shè)計的方法已經(jīng)成為學術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點。特別是自從2002年美國聯(lián)邦委員會將3.1~10.6GHz頻段作為商用頻段以來，超寬帶技術(shù)憑借著其傳輸速率高、高安全性和抗多徑衰落能力強等優(yōu)點得到廣泛的發(fā)展。然而，超寬帶覆蓋了3.1~10.6GHz較寬的頻段，與已經(jīng)被廣泛應用的窄帶通信系統(tǒng)重疊，例如全球微波互聯(lián)接入（WiMAX，3.3~3.6

2、 GHz）、無線局域網(wǎng)（WLAN，5.15~5.35 GHz，5.725~5.825 GHz）、射頻識別（RFID，中心頻率為6.8 GHz）、X波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)。這些窄帶通信系統(tǒng)會對超寬帶系統(tǒng)產(chǎn)生潛在的干擾。本文提出將阻帶濾波器和超寬帶天線集成設(shè)計的方法，設(shè)計具有良好濾波特性的天線，該方法對提高超寬帶通信系統(tǒng)的抗干擾能力具有重要的意義。具體研究成果概括如下：
　　首先，針對超寬帶通信系統(tǒng)與窄帶干擾問題，提出采用缺陷微帶線結(jié)構(gòu)設(shè)計

3、阻帶濾波器。本論文提出三種阻帶濾波器：第一、提出基于缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的阻帶濾波器，使其中心諧振頻率為3.42 GHz，該阻帶濾波器可以有效的濾掉WiMAX窄帶干擾信號。第二、利用級聯(lián)技術(shù)，提出采用兩個缺陷微帶線結(jié)構(gòu)級聯(lián)的雙阻帶濾波器，使其工作在中心頻率為3.52 GHz和5.3 GHz兩個頻段，可以有效的同時濾除WiMAX和WLAN窄帶干擾信號。第三、提出采用三個缺陷微帶線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)三阻帶濾波器的設(shè)計方法，所設(shè)計的三阻帶濾波器可以同時濾除W

4、iMAX、WLAN和RFID窄帶通信系統(tǒng)的干擾。此外，為了驗證所設(shè)計阻帶濾波器的正確性和有效性，采用“等效電路”原理，提出用“路”的分析設(shè)計方法，并利用 ADS對所抽取的等效電路模型進行驗證，通過實驗與 HFSS和ADS仿真結(jié)果的對比，驗證了設(shè)計的正確性和有效性。
　　其次，提出將阻帶濾波器直接和超寬帶天線進行集成的方法，即不改變超寬帶天線的輻射單元形狀和結(jié)構(gòu)尺寸，在平面印刷的超寬帶天線的饋線上集成阻帶濾波器，實現(xiàn)陷波超寬帶天線的

5、設(shè)計。第一、采用在輻射貼片和接地面上切角和刻槽的方法，提出一款超寬帶天線，使其滿足超寬帶通信的需求。第二、將設(shè)計的單阻帶、雙阻帶和三阻帶阻帶濾波器直接與超寬帶天線進行集成設(shè)計，實現(xiàn)具有良好濾波特性的陷波天線設(shè)計，并對其性能進行評估和分析。第三、提出“路”的分析方法，并對所設(shè)計的阻帶濾波器集成的超寬帶天線進行分析。
　　最后，提出采用在輻射貼片上集成雙 U形諧振腔和阻帶濾波器集成的多陷波超寬帶天線設(shè)計方法，并實現(xiàn)具有五陷波特性的超寬