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电调双模滤波器的研究与设计开题报告

 2021-12-28 21:10:10  

全文总字数:5894字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

微波滤波器作为一个通信系统的基本部件,雷达系统,测量系统和其他系统,其性能直接关系到整个系统的通信质量,所以微波滤波器一直是研究的重点和热点。在无线通讯技术不断发展进步的情况下如 gsm(globalsystemfor mobile communication)、wlan(wireless local area

network)、3g(td-scdma、wcdma、cdma2000、wimax)及 4g(ofdm)等通信系统所用的频段都集中在

射频及微波频段低频部分,这使得该频谱段特别拥挤。而且移动通信设备终端系统都在朝着高度集成化、高度小型化的方向发展,越来越多的功能都集成在同一种通信设备或者终端上,因此,对具有小型化、高性能、易集成等特性的滤波器的研究有着非常重要的意义。

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2. 研究的基本内容

3.1滤波器的分类

它的分类方式有很多,如下:

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

Girdhari Chaudhary[5]设计了具有独立可调谐性通带中心频率和带宽的可调双带通滤波器(BPF)。Fig.5每个单个BPF是使用变容二极管加载的传输线双模谐振器实现,在输入/输出馈线处使用有缺陷的接地结构而不降低通带特性。

图5Girdhari Chaudhary给出的并联型电调谐振器电路图

我们根据Girdhari Chaudhary的设计思路,以及我们的设计要求,采用单谐振腔构成电调滤波器来设计电调双模微带滤波器。因此,在原有的电路中去掉一个谐振器,如图6。

图6电调双模微带滤波器电路图

为了在带宽上抑制谐波,在输入/输出馈线处使用有缺陷的接地结构(DGS)而不降低通带特性。变容二极管附接在具有可调电容的传输线的端部,并且一放置在传输线的中心点,直流阻塞电容器放置在传输的中心点。对于理论分析,假设特性导纳和物理长度的无损传输线。由于结构是对称的,偶模和奇模分析方法适用于获得谐振频率。

图7(a) 图6提出的谐振器的基本结构. (b) 奇模等效电路. (c)偶模等效电路.

当奇模激励被加到Fig.6所示的谐振器的端口时,传输线的中心点存在电压零点,等效为接地。在奇模激励时,电路可由图7(b)的半电路表示。奇模输入导纳如下:

(1)

其中是连接在传输线两端的电容的容值,β是传输线的传播常数。已知谐振条件是输入阻抗的虚部Im()=0,则奇模谐振频率由一下等式决定:

(2)

其中是相速度,从式(2)可以推断出,奇模的谐振频率完全由连接在传输线两端的电容的大小决定,不受连接在传输线中线断的可变电容的影响。

当输入为偶模激励时,由于两端电位相等,传输线的中线端没有电流通过可以等效为Fig.7(c)。偶模激励的输入导纳为:

(3)

其中指的是电路的总电容,它由下式可得:

(4)

式(4)中的分别是变容二极管和连接在传输线中心的直流块的电容。由谐振条件可知,偶模谐振频率由下式决定:

(5)

从式(4)和式(5)我们可以推断出,偶模谐振频率取决于,当固定时,通过调节的值,偶模谐振频率可以得到改变。因此,我们使用变容二极管,改变二极管外加的直流压降就可以实现滤波器的中心频率的搬移,实现了滤波中心频率可调。

进度安排如下:

时间(周)

任务安排

1-4周

完成资料搜集,整理相关文献

6-8周

给出设计方案,器件板材选型

9-10周

完成电路设计

11-12周

印制电路板,焊接电路

13-14周

调试电路

15-17周

撰写论文

4. 参考文献

[1]wolff i.microstrip bandpass filter using degenerate modes of a microstrip ring resonator[j]. electronics letters,1972,8(12): 302 -303.

[2]hong j s,lancaster m j. bandpass characteristics of new dual-mode microstrip square loop resonators[j]. electronics letters,1995,31( 11) : 891 -892.

[3]grr a.description of coupling between degenerate modes of a dual-mode microstrip loop resonator using a novel perturbation arrangement and its dual-mode bandpass filter applications[j].ieee transactions microwave theory and techniques,2004,52( 2): 671- 677.

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