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无线通信系统中高选择性小型化带通滤波器的研究与设计

朱永忠  
【摘要】: 现代无线通信,尤其是卫星通信和移动通信,对通道的选择性要求比较高。对器件小型化、微型化的要求也越来越迫切。因此小型化、高选择性是当前滤波器研究的热点。本文根据现实需求,紧紧围绕“高选择性、小型化”两个课题展开,深入地研究了实现高选择性和小型化的新技术和新结构。主要内容如下: (1)首先研究了利用边带优化的方法综合准椭圆函数和广义Chebyshev函数滤波器,实现滤波器的阶数最小化,选择性最大化。 (2)提出了含源-负载交叉耦合滤波器的低通等效电路模型,给出了这种结构的传输函数t (s)以及矩阵的综合方法。由含源-负载交叉耦合二端口网络的短路导纳矩阵推导了耦合矩阵M中M SL, M Si和M iL的一般表达式。最后,设计了两种结构新颖的小型化六边形微带滤波器,分别是两腔(同步调谐)和三腔(异步调谐)源-负载耦合交叉耦合滤波器。 (3)研究了三种结构的传输线滤波器产生零点的条件,即对称与斜对称串行传输线滤波器、对称与斜对称平行耦合线滤波器以及斜对称耦合的发夹型滤波器,分析了它们产生传输零点的原因、个数和位置。设计了四种具有多传输零点的微带滤波器,提高了滤波器的选择性。 (4)重点研究了三种DGS(倒“S”型、发夹型、“凹”型)耦合线滤波器的超宽带特性以及这三种DGS传输线滤波器的低通特性,根据它们的这些特点,设计了多个具有高选择性的小型化超宽带滤波器。 (5)首次通过对TEM波作用下SRR双各向异性介质的解析分析,揭示了虚波数引起SRR结构谐振特性的事实,对相对于入射波六种不同摆向的SRR结构谐振响应做出了统一的物理解释。并设计了新颖的SRR多层小型化高选择性滤波器。


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