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目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究历史和现状 2
1.2.1 双频滤波器的国内外研究现状 2
1.2.2 双模贴片滤波器的国内外研究现状 5
1.3 本文的主要工作和章节安排 6
2 滤波器的基本理论 8
2.1 概述 8
2.2 滤波器的主要类型 8
2.3 滤波器的参数指标 8
2.4 滤波器的设计原理 10
2.4.1 归一化低通原型滤波器 10
2.4.2 频率变换 11
2.5 小结 12
3 基于谐振器的双模滤波器设计 13
3.1微带双模谐振器简介 13
3.2微带双模滤波器的关键技术 15
3.3微带双模滤波器的设计步骤 16
3.4 小结 18
4 方形双频双模贴片滤波器的设计 19
4.1简并模分析 19
4.2微扰理论分析 20
4.3基于方形贴片谐振器设计双模双频滤波器 21
4.4 小结 29
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
通信技术发展的前期，通信系统只主要设计为工作于单一频段。天线、滤波器、混频器和低噪声放大器等系统主要的射频部件均工作于单一频段，只负责处理某单一频段的信号。伴随着无线通信的快速发展，只适合单频段的通信系统渐渐无法满足实际应用中日益增长的无线通信需求，无线通信系统正在向着更高频段发展，研发兼容现有通信频段的多频段通信系统，避免浪费现有的通信设备资源，已经成了通信技术发展的必然趋势。
随着无线局域网（WLAN）技术的发展和应用，从事双频段及多频段通信系统相关方面研究的科研学者越来越多。目前移动通信手机所使用的频率主要为900/1800MHz，第三代移动通信中WCDMA工作于2GHz左右，被广泛采用的WLANIEEE802.1lb/g标准工作在2.4GHz频段，而802.1la和Hiperlan.2标准工作在5GHz频段[1]。针对通信向更高频段发展而频谱资源又渐渐紧缺的实际情况，能兼容目前已有的各种通信频段资源的双频和多频通信系统成了今后无线通信发展的一个方向。为了充分利用现有的频谱和基础设备资源，使通信系统能同时工作于两个甚至更多的通信频段，解决途径之一就是研究和设计高性能的双(多)频段微波滤波器。双频段微波滤波器，就是可以工作在无线通信的两个不同频段，为高性能的产品提供了容易实现的途径。双频滤波器不但可以实现有效地滤除各种无用信号和噪声信号，降低各通信频道间的信号干扰，而且可以同时工作于不同频段，保障通信设备的正常工作，从而实现高质量的通信，达到了频谱资源的有效利用[2]。
为了降低滤波器的成本，通过减小滤波器的体积是较有效可行的一个方法，所以滤波器研究的重点就放在了如何减小滤波器的体积。双模谐振器构成的滤波器是实现滤波小型化的较优方案。利用双模特性构成滤波器作为微波滤波器设计中主流技术之一，它的特点是每一个双模谐振器可以作为两个谐振回路，源:自~751·论`文'网·www.751com.cn/ 这样由双模谐振器构成的滤波器，其谐振器数目就会减少到一半，使滤波器结构紧凑、尺寸小的要求成为可能。双模谐振器是关于中心或轴对称的结构，而双模带通滤波器的设计是利用双模谐振器内的一对简并模，通过不同的微扰方式使简并模耦合分离，从而形成通带的效应。这样不但满足了降低成本的要求，而且双模滤波器由于其特殊的电路结构一般会在带外产生传输零点，因此滤波器的性能也有所提高。双模滤波器包括微带双模滤波器和波导双模滤波器，微带双模滤波器更是以易于集成、工艺成熟等优点而被广泛研究应用[3]-[5]。