文档介绍：湖北大学
硕士学位论文
微带低通滤波器的设计与研究
姓名:吴姣
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:杨维明
20100501
摘要分别是阶跃阻批分形理论、变换与规则、峁埂I杓平自咀杩刮⒋当前,无线通信技术发展非常快,研制小型化、高性能、低成本的微波电路已经成为了一项及其紧迫的任务。在微波通信、卫星通信、雷达导航等中,是重要的器件之一,它的性能的好坏往往会对整个通信系统的性能指标产生直接的影响。随着科学技术、新材料、新工艺的快速发展,设计体积小、重量轻、性能高、成本低的射频/微波滤波器以及其它器件必将是工程设计和市场竞争的趋势。这就要求电路一方面要满足电气性能指标,另一方面还要尽可能地减少电路所占用的空间。传统方法设计出来的滤波器结构尺寸一般比较大,在性能指标上也存在着一定局限,往往不能够满足现代无线通信系统的要求。现在,在射频/微波电路中较常选用的是微带线结构的微波滤波器。这种结构的滤波器体积小、重量轻、通过光刻术容易加工且方便与其它微波电路集成在一起,故许多电路均使用此类滤波器。本论文主要用三种方法对一个五阶的微带低通滤波器进行设计与研究,其理论依据低通滤波器时,由于阶跃阻抗微带线结构的不连续性,会导致版图仿真与电路原理图仿真结果相差很远。为了解决这一问题,论文提出先对阶跃阻抗微带线的结构参数进行预处理,然后引入分形技术对低阻抗微带线的版图结构作进一步优化的设计方法,利用分形结构成阶梯锯齿状分布的线宽来改善滤波器的通带特性,而又几乎不影响滤波器的阻带特性,获得了满意的滤波性能;在采用基于变换与规则的微带滤波器的结构和设计方法时,引入分形技术对微带低通滤波器进行优化设计,也获得了满意的滤波性能;采用方形缺陷地结构实现该滤波器,结构简单,的阻带宽度大大增加,能有效地抑制滤波器的高次谐波响应,另外采用分形技术对该滤波器结构进行的改进使其滤波性能得到了进一步提高。关键词:微带滤波器;阶跃阻抗;变换;规则;缺陷地结构;分形技术
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!M枷癫问ā辏焦蒲对无线通信系统而言,滤波器是一种关键的射频器件。滤波器常常可以看成是一种二端口网络,它具有划分信道、筛选信号的功能,是一种重要的微波通信器件,它的性能的好坏往往会对整个通信系统的性能指标产生直接影响。信息产业和无线通信系统的快速发展导致的相对拥挤的微波频带使得频带划分更加精细,于是,各类通信系统所能使用的频率间隔也越来越密,从而对滤波器的性能指标的要求也越来越高。随着科学技术的快速发展,新材料领域、新工艺方面也取得了长足进步,设计体积小、重量轻、性能高、成本低的射频/微波滤波器以及其它器件必将是工程设计和市场竞争的趋势。这就要求电路一方面要满足电气性能指标,另一方面还要尽可能地减少电路所占用的空间。传统方法设计出来的滤波器结构尺寸一般比较大,在性能指标上也存在着一定程度上的局限性,往往不能够满足现代无线通信系统的要求。现在,在射频、微波电路中较常选用的是波导滤波器、同轴线滤波器、带状线滤波器、微带线滤波器。由于微带线结构的微波滤波器体积小、重量轻、通过光刻术容易加工且方便与其它微波电路集成在一起,故许多电路均使用此类滤波器。年,德国二个名为甒甧目蒲Ъ沂状翁岢隽艘恢帧巴吒衲陕瞬ㄆ鳌甭波器设计方法,这种方法一经提出,就在业界得到迅速推广;与此同时,美国的一个科家分别发明了集总滤波器,次年美国发明了世界上第一个多路复用系统。从此以后,各国的科研人员们开始了对采用集总元件电感、电容的滤波器设计理论的全面、系统的研究。随着滤波器设计理论研究的不断深入、材料领域的不断进步与突破以及工作频率的日益提高,所设计的滤波器从刚开始的由集总参数元件构成逐步扩展到由分布参数元件构成。瓺..在年报道并介绍了介质滤波器;然而,当时材料的温度稳定性不高,这种滤波器不能有任何的实际应用。年以后,新材料领域取得了重大突破,特别陶瓷材料的发展,介质滤波器有了实际的用武之地并且得到了迅速发展。近几
是利用砑峁┑暮旰瓷杓仆瓿傻模佣苊饬巳叱し痹拥募扑愎蹋蟠蠹本文的主要内容和工作年以来,小型化趋势使得各种类型的微带线滤波器的研发得到了蓬勃的发展。年以后出现的高温超导材料被业界一致看好,它极有可能被应用于设计损耗极低、尺寸极小的新型微波滤波器。眼下许多发达国家都在新材料、新技术方面大做文章,试图利用新材料、新技术来提高器件的各项性能指标和集成度;同时,尽可能降低研发成本、减小器件尺寸、降低功耗等。目前我国的微波滤波器的研制和生产与发达国家相比,还存在一定差距,所以我国的微波工程和科技人员任重道远。总的来说,目