无线通信系统中的带通滤波器研究)

数字信号处理课程（设计）题目：通信领域的数字滤波器专业：电子信息科学与技术院系：物理与电子工程学院学生姓名：学生学号：年级、班：11级3班指导教师：2014年6月12日宜宾学院YIBINUNIVERSITY摘要当今无线通信技术的发展对微波电路的性能要求越来越高、种类越来越多，新的工艺和设计方法也相应层出不穷。而带通滤波器作为其中的一个重要器件其相关技术也得到了广泛而深入的研究和长，足的发展。本文就无线通信系统中的带通滤波器的设计方法和新结构新工艺进行了分析和研究。论文主要包括以下内容:首先，基于模板变换的思想，借助新型EDA软件的辅助功能提出了一种祸合型带状线带通滤波器的设计方法。根据文中提出的经验公式，在充分利用现有实际电路制备的模板库中选择合适的模板，再进行适当的变换来实现最终设计。其次，在介绍了阶跃阻抗谐振器(SIR)结构相关原理之后，用SIR的原理讨论了一种锥形线带通滤波器的设计方法，并提出了一种在锥形线上增加spurline来提供2个零点的新结构。在基本不增加尺寸的情况下实现谐波抑制的功能，同时讨论了spurline放置位置的影响。加载spurline后杂散响应明显得到了抑制，满足设计要求，证实了设计方法的正确性。最后，先对LTCC技术进行了基本介绍，然后基于多层结构设计了一个利用在输入输出端增加一个祸合电容以在高低阻带各提供一个衰减零点的2阶带通滤波器。相比它的参考原型，体积基本不变，却提高了阻带性能。之后又提出了一种能提供指定频率零点的2阶BPF结构，能得到近似椭圆函数的响应，并给出了一种借助多种EDA软件来提高设计速度的设计方法。通过采用SIR技术和LTCC工艺使电路尺寸较微带平面电路得到了很大减小。最后给出了一个用于无线局域网的BPF设计实例，并结合LTCC实际生产需要提出了一种利用SIR谐振器带来的高阻带零点位置来判断基板介电常数细微变化的分析方法。关键词:带通滤波器，模板变换法，SIR,spurline，锥形线，衰减零点，LTCCABSTRACTAsanessentialcomponentinmodernwirelesscommunicationsystems，RFbandpassfilterhasattractedmoreandmoreattentionandgotmanyachievementstoo.Inthisthesis，someresearchofthedesignmethodsandnewstructuresandtechniquesofbandpassfilterinwirelesscommunicationsystemsareproposed.Thedissertationisclassifiedintothreepartsstatedasfollows.Firstly,basedonthetheoryofSCALING:method,andwiththeaidofmodernEDAsoftware,wegetanewdesignmethodofcoupled-microstripbandpassfilter.Withthecollectionofaseriesoftemplates,designercanchoosethemostsuitablemodelfromthetemplatesbythealgorithmbroughtforwardinthisthesis.Then,theultimatedesigncanbeachievedwithsomesimpletransformations.Secondly,afterintroducingthemaintheoryofSIR(steppedimpedanceresonator),adesignmethodoftaper-bandpassfilterhasbeendiscussed.Togettwoattenuationpolesinthestopband,anewstructurewithspurlineinthetaperisproposed.Thesimulationresultshowsthatthisstructureenhancesthefilter'sperformanceasexpected.Lastly,thetheoryanddevelopmentofLTCC(lowtemperatureco-firedceram)technologyispresented.Thenacompactsecond-orderLTCCbandpassfilterwithtwofinitetransmissionzerosisproposed.Intheend,asecond-orderbandpassfilterdesignedfromamodified-Chebyshevmodelisdemonstrated,ThesecondharmonicfrequencycanbesuppressedwithSIRtechnologybeingused.Keywords:bandpassfilter,scalingmethod,SIR,spurline,taped,attenuationpole,LTCC摘要..................................................................................................................................................1ABSTRACT......................................................................................................................................3第一章绪论.......................................................................................................................................5§1.1通信领域滤波器的发展历史...........................................................................................5§1.2无线通信中的滤波器及分类...........................................................................................6§1.3本文研究内容和结构......................................................................................................8第二章微带BPF设计中的模板法................................................................................................9§2.0引言...................................................................................................................................9§2.1现有几种半波长微带BPF的设计方法.......................................................................102.1.1平行藕合型设计原理............................................................................................102.1.2发夹型设计原理..................................................................................................112.1.3SIR型设计原理...................................................................................................13§2.2模板法的原理................................................................................................................13§2．3快速设计公式..............................................................................................................14§2.4设计实例.......................................................................................................................16§2．5结束语..........................................................................................................................17第三章SIR滤波器的研究............................................................................................................18§3.0引言.................................................................................................................................18§3.1SIR的理论概述.........................................................................................................183.1.1SIR的基本结构.....................................................................................................183.1.2SIR的谐振条件和谐振器的电学长度................................................................193.1.3SIR的杂散谐振频率.............................................................................................223.1.4一种SIR等效电路的推导...................................................................................243.1.5半波长SIR的特性分析.......................................................