射頻期末論文

1、射頻微波電路設(shè)計(jì)及CAD課程設(shè)計(jì)報(bào)告 系別專(zhuān)業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 姓 名： 黃玉嬋 學(xué) 號(hào)： 19720132203332 實(shí)驗(yàn)日期： 2016 年 5 月 30日利用1/4波長(zhǎng)，1/2波長(zhǎng)諧振器構(gòu)建小型雙波段、三波段帶通濾波器設(shè)計(jì)摘要這篇文章主要介紹了利用/4與/2諧振器設(shè)計(jì)的雙波段和三波段帶通濾波器。/4諧振器影響頻率較低的通帶，/2諧振器影響頻率較高的通帶。每個(gè)通帶的帶寬可獨(dú)立的受相應(yīng)諧振器耦合間隙影響。為了證實(shí)以上觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且證實(shí)了設(shè)想和實(shí)際測(cè)量是相符合的。關(guān)鍵字雙波段、三波段、微帶、帶通濾波器、/4諧振器、/2諧振器1目錄利用1/4波長(zhǎng)，1/2波長(zhǎng)諧振器構(gòu)建小型雙波

2、段、三波段帶通濾波器設(shè)計(jì)1摘要1關(guān)鍵字11.簡(jiǎn)介12.雙帶通濾波器設(shè)計(jì)13.三帶通濾波器設(shè)計(jì)54.結(jié)論7附錄:711.簡(jiǎn)介  在現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中，多頻帶帶通濾波器已成為最重要的電路元件的其中之一。近來(lái)，越來(lái)越多的雙波段和三波段濾池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，因?yàn)樗麄兊男袨槎囝l段階梯阻抗諧振器。例如，一個(gè)雙波段微帶帶通濾波器使用階躍阻抗諧振器具有新型耦合方案，提出了以提高布局緊湊性和改善濾波器的性能。偽叉指臺(tái)階阻抗諧振器被用來(lái)設(shè)計(jì)緊湊雙頻濾波器。三帶通濾波器使用組合的四分之一波長(zhǎng)諧振器的設(shè)計(jì)。三節(jié)階梯阻抗諧振器可以被用來(lái)設(shè)計(jì)三波段濾波器。三頻濾波器使用短和開(kāi)放設(shè)計(jì)的短截線加載的諧振器。&#

3、160; 為了在不增加電路尺寸情況下實(shí)現(xiàn)在每個(gè)頻帶帶寬要求，這篇文章中提出了一些關(guān)于設(shè)計(jì)小巧的雙核和三帶通濾波器時(shí)使用/ 4和/2諧振器時(shí)的觀點(diǎn)。/ 4諧振器被設(shè)計(jì)成在較低的通帶(多個(gè))共振，/ 2諧振器被設(shè)計(jì)成在較高通帶諧振。/ 4和/ 2諧振器并聯(lián)配置簡(jiǎn)單用于獲得雙通帶(三通帶)的反應(yīng)。因此，每個(gè)通帶的中心頻率和帶寬可以在一定相關(guān)條件下被控制。如/ 4諧振器是用來(lái)在較低通帶(多個(gè))操作，所以用濾波器使用二（三）階/ 2諧振器相比，該濾波器的總尺寸減小。采用雙波段(2.45 / 5.25GHz)響應(yīng)和三波段（2.45 / 3.5 / 5.25GHz）響應(yīng)的設(shè)計(jì)和制造濾池的兩個(gè)例子的

4、濾波器的測(cè)量結(jié)果與該一致的模擬結(jié)果。2.雙帶通濾波器設(shè)計(jì)圖1示出了所提出的雙頻帶的幾何形狀通網(wǎng)絡(luò)連接.濾波器由兩/ 4發(fā)夾諧振器和兩個(gè)/ 2發(fā)夾諧振器。在圖1中，經(jīng)由連接該微帶線和所述接地平面由直徑為D的圓表示。圖1雙帶通濾波器的布局雙通帶濾波器的模型截圖：(HFSS仿真模型)圖2雙通帶濾波器的模型圖(HFSS仿真模型)在這篇文章中，建議雙帶通濾波器是要設(shè)計(jì)介電常數(shù)=2.55，損耗在基板上切線tangent=0.0029，以及厚度h=0.8mm.雙通帶頻率分別被選擇為2.45GHz（F1）和5.25GHz（F2），這是在現(xiàn)代無(wú)線商業(yè)經(jīng)常被用到的應(yīng)用。第一個(gè)通帶頻率可以在一定相關(guān)情況下通過(guò)調(diào)諧/

5、 4諧振器的長(zhǎng)度被控制，而第二通帶頻率可以通過(guò)調(diào)整/2諧振器的長(zhǎng)度。/ 4諧振器的總長(zhǎng)度的L11所可以由下列公式計(jì)算：L11=c4f1effeff表示基板的有效介電常數(shù)./ 2諧振器的總長(zhǎng)度L22可以通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算：L22=c4f2eff利用ADS計(jì)算W,L如下圖所示： 圖3 ADS計(jì)算微帶線帶長(zhǎng)和寬根據(jù)HFSS仿真模擬進(jìn)行繪圖的結(jié)果如圖所示：圖4 HFSS仿真結(jié)果繪圖可以從圖中看出，模型的中心頻率為2.45GHz和5.25GHz.設(shè)計(jì)兩個(gè)/4諧振器通帶之間的耦合間隙S1到有效地改變的帶寬的第一個(gè)通帶，而第二頻帶是固定的，如圖5。顯然，該第一個(gè)通帶的帶寬變小（14.339.59），增加S1

6、從0.8mm至1.2mm，因?yàn)轳詈辖Y(jié)構(gòu)的相互耦合程度變?nèi)?。采用其他方式，如增? 2諧振器耦合間隙之間S2，從0.2mm至0.4mm時(shí)，所述第二通帶的帶寬變小（8.2935.33），而第一個(gè)通帶是固定的，如在圖6。從模擬結(jié)果，我們可以發(fā)現(xiàn)各個(gè)波段的帶寬可以在一個(gè)相對(duì)狹窄的范圍內(nèi)獨(dú)立調(diào)節(jié)。一個(gè)簡(jiǎn)單的雙頻帶通濾波器電路樣本是模擬用來(lái)演示測(cè)量性能的。在圖1所建議的濾波器的主要物理尺寸：S1 = 1.1 mm，S2 = 0.3mm，S4 =0.2mm，W1 = 1mm，W2 = 0.5mm，L1 =5.4 mm，L2 =7.7 mm，L3 = 5.1：，L4 =8.9 mm，D =1 mm。圖5 不同

7、耦合間隙S1下的頻率響應(yīng)可以看出， S1從0.8到1.2mm，低頻帶帶寬逐漸變小，高頻帶原本應(yīng)該不變，但S1=1.2mm時(shí)，現(xiàn)在出現(xiàn)了偏移。圖6 不同耦合間隙S2下的頻率響應(yīng)可以看出，S2從0.2到0.3mm，低頻帶不變，高頻帶帶寬減小。但當(dāng)S2大于0.3mm時(shí)，波形均出現(xiàn)較大異常?？赡苁悄Ｐ蛥?shù)還未達(dá)到要求，某些方面設(shè)置仍舊不是非常合理等等。3.三帶通濾波器設(shè)計(jì)圖7示出所提出的三帶通濾波器的布局。圖7 三帶通濾波器的布局圖該濾波器包括兩個(gè)/ 4發(fā)夾諧振器，二/ 2發(fā)夾諧振器，和兩個(gè)諧振在第二通頻帶的頻率彎曲的/ 4諧振器。三個(gè)通帶頻率可以獨(dú)立通過(guò)調(diào)諧/ 4諧振器的長(zhǎng)度或/ 2諧振器來(lái)控制。彎

8、曲的/ 4諧振器之間的耦合間隙S3調(diào)諧會(huì)改變第二通帶的帶寬（7.4335.29），而第一個(gè)和第三通帶是固定的，其在圖5中示出。三通帶濾波器的模型截圖：(HFSS仿真模型)圖8雙通帶濾波器的模型圖(HFSS仿真模型)根據(jù)HFSS仿真模擬進(jìn)行繪圖的結(jié)果如圖所示：.圖9 HFSS仿真結(jié)果繪圖可以從圖中看出，三通帶模型的中心頻率為2.45GHz，3.5GHz，5.25GHz.圖10 不同耦合間隙S3下的頻率響應(yīng)可以看出，S3從0.6到0.8mm，低頻帶不變，中頻帶帶寬變小，高頻帶按論文要求應(yīng)該不改變，但模擬結(jié)果出現(xiàn)偏移。所提出的三頻濾波器是在同一基板上制造如上述節(jié)中提到。中心頻率分別是2.45GHz，3.5GHz，和5.25GH