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多通带带通滤波器的设计摘要现代无线通信系统的工作频段通常是多个不连续信道的频率信号，使得微波滤波器成为通信系统中不可缺少的重要组成部分之一，分离出系统的工作频率率的信号分量，阻断其他微波频段的信号分量，主要用于提高系统容量和避免系统及相邻信道间的干扰。因此，本文对多通带滤波器进行研究与设计。本文首先介绍了微波滤波器设计的基本理论，分析了频率变换综合分析法、对称的多通带滤波器综合分析法等常用的多通带滤波器设计方法。依据多通带滤波器的特性，基于一对E形端负载谐振器设计了一种双通带滤波器，基于开口环谐振器和阶梯阻抗谐振器设计了一种四通带滤波器实现多通带滤波器，并给出了滤波器设计的详细结构参数。本文采用HFSS滤波器仿真软件对设计的两种多通带滤波器进行仿真，通过对仿真得到的正向传输系数S21和回波损耗S11的幅度曲线进行了分析，实验结果表明双通带滤波器能让频率在2.45GHz频率附近、5.8GHz频率附近微波通过，实现双通带滤波，可用于WLAN通信；四通带滤波器能让频率在2.28GHz、3.4GHz、5.44GHz、6.04GHz附近微波通过，从而实现多通带滤波。关键字：微波滤波器；谐振器；双通带滤波器；四通带滤波器AbstractModernwirelesscommunicationsystemsoperatingbandistypicallyapluralityofdiscretefrequencysignalsofchannelssothatthemicrowavefilterhasbecomeoneofthecommunicationsystemisanimportantpartoftheindispensableseparatedsignalcomponentsystemfrequencyrate,blockingothermicrowavebandsignalcomponents,mainlyusedtoimprovesystemcapacityandthesystemandtoavoidinterferencebetweenadjacentchannels.Therefore,thispapermulti-passbandfilterresearchanddesign.Thispaperintroducesthebasictheoryofmicrowavefilterdesign,analysisofthefrequencyconversioncomprehensiveanalysis,symmetricmulti-passbandfiltercomprehensiveanalysismethodcommonlyusedinmulti-passbandfilterdesignmethods.Basedmulti-passbandfiltercharacteristicsbasedononepairofE-shapedendloadresonatordesignofadual-bandfilter,basedonsplitringresonatorsandsteppedimpedanceresonatorsdesignedafour-waymulti-passbandfilterbandfilter,andgivesadetailedstructuralparametersoffilterdesign.Inthispaper,filterHFSSsimulationsoftwareforbothmulti-passbandfilterdesignsimulationbytheforwardtransmissioncoefficientsimulatedS21andS11returnlossamplitudecurveswereanalyzed.Theexperimentalresultsshowthatthedual-bandfilterletfrequenciesclosetothefrequencyof2.45GHz,5.8GHzfrequencymicrowavenearby,dualbandpassfiltercanbeusedforWLANcommunication;fourbandfilterallowsfrequency2.28GHz,3.4GHz,5.44GHz,6.04GHzmicrowaveinordertoachievemulti-passbandfilter.Keywords：Microwavefilters;resonator;dual-bandfilter;four-bandfilter目录第一章绪论....................................................................................................1第一节研究背景及意义.......................................................................................1第二节研究现状...................................................................................................2第三节论文的主要工作及结构安排...................................................................5第二章滤波器设计的基本原理........................................................................6第一节微波滤波器基本理论...............................................................................62.1.1微波滤波器参数指标...........................................................................62.1.2微波滤波器的分类...............................................................................7第二节网络基本理论和微带耦合线节理论.......................................................82.2.1微波滤波器网络散射矩阵...................................................................82.2.2网络的ABCD矩阵............................................................................92.2.3微带平面结构.....................................................................................102.2.3微带耦合线节.................................................................................10第三章多通带滤波器的设计..........................................................................13第一节多通带滤波器的设计方法.....................................................................13第二节双通带滤波器的设计.............................................................................143.2.1设计理论................................................................错误!未定义书签。3.2.1结构参数设计........................................................错误!未定义书签。第三节四通带滤波器的设计.............................................................................163.2.1设计理论................................................................错误!未定义书签。3.2.1结构参数设计........................................................错误!未定义书签。第四章多通带滤波器的仿真与分析...............................................................20第一节双通带滤波器的仿真与分析.................................................................20第二节四通带滤波器的仿真与分析.................................................................22第三节本章小结.................................................................................................24结论...............................................................................................................25致谢...............................................................................................................26参考文献..........................................................................................................271第一章绪论第一节研究背景及意义微波滤波器是通信系统、雷达系统、测量系统等不可缺少的重要组成部分，因此，微波滤波器一直是学者们研究的重点和热点。目前各种通信系统如广播电视系统、GSM(GlobalSystemforMobileCommunications)、GPS(GlobalPositioningSystem)、WLAN(WirelessLocalAreaNetwork)及3G(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000及WiMax)等的应用频段均聚集在射频及微波频段低频段，这使得频谱资源特别拥挤[1-4]。为了解决该状况，除了将应用频段向更高频段发展，还可以采用交叉耦合或极点提取技术设计出性能更高的多通带滤波器，以提高系统容量和避免系统及相邻信道间的干扰。现代无线通信系统要求射频器件工作在多个分离的频段以满足用一个多模终端来实现不同的业务的需求，通过一个波束发射多个不连续信道的频率信号。这就需要使用双通带甚至多通带滤波器来抑制杂散的噪声信号[5-7]。过去的单频段通信系统已显得陈旧，不能很好地满足通信系统的多频化、集成化等要求。因此为了提高频谱利用率，在通信系统中设