1、基于 SIR 的双频带通滤波器的设计与仿真摘 要 随着无线通信的迅猛发展及需求的不断增加，双频便携式电话和无线局域网被广泛应用，双频段滤波器也就成为这些通信系统前端的重要器件。本论文所研究的利用阶梯阻抗谐振器实现双频滤波的方法，与传统的滤波器组合、零极点综合等方法相比，具有结构紧凑、设计灵活等优势，由此设计的双频滤波器其第二通带的频点位置可通过阻抗比 Rz及谐振器的长度进行调节。文中介绍并分析了阶梯阻抗谐振器(SteppedImpedanceResonators，SIR)的结构和特性，着重阐述了半波长阶梯阻抗谐振器的基本特性，并分析了这种结构谐振器的优越性及其实现双频的原理。在此基础上采用半波
2、长SIR谐振器设计了应用于WLAN(无线局域网IEEE.802.1la/b/g)系统的带宽可控的双频段带通滤波器。关键词 双频带通滤波器，阶梯阻抗谐振器，阻抗比Design of Dual-Band Bandpass Filter Using SIRAbstract With the high development and the need of wireless communications, and the dual-band portable telephones and WLAN (wireless local area network) are quite popular, and
3、 the dual-band filters become the key components in the front of these communications systems. Using the method of Stepped-Impedance-Resonator to realize dual-passband filters is researched in this dissertation, comparing to the traditional methods that combination filters, he synthesis of zeros and
4、 poles and so on, they have advantages of compact structure and convenient design, and the second resonant frequency of the designed dual-band filter can be controlled by the impedance ratio Rz and the length of the resonator. The structure and characteristic of Stepped-Impedance-Resonators are pres
5、ented in this paper, with an emphasis on the half-wavelength Stepped-Impedance-Resonators, the advantages of the SIR and the principle to realize dual-band are researched too. And four dual-passband filters with controllable bandwidths ale proposed for WLAN (IEEE.802.1la/b/g) using half-wavelength r
6、esonators. Key words Dual-band filter, SIR, impedance ratio毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕
7、业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月
8、 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解
9、决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优
10、良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签
11、名） 单位： （盖章）年 月 日山西大学本科毕业论文（设计）1教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观
12、念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日山西大学本科毕业论文（设计）2教学系意见：系主任： （签名）年 月 日山西大学本科毕业论文（设计）3目 录摘要 .1目录 .2第一章 绪 论 .31.1 双频带通滤波器的研究背景 .31.2 国内外的研究现状 .4第二章 微波滤波器的基本理论 .42.1 概述 .42.2 微波滤波器的基本理论 .52.3 耦合谐振带通滤波器的理论 .62.4 微波滤波器的基本设计参
13、数 .6第三章 阶梯阻抗谐振器(SIR) .83.1 SIR 的基本结构 .83.2 型 SIR 的基本结构和特性 .92/g3.3 型 SIR 的电长度 .11/3.4 型 SIR 实现双频的原理 .122/g第四章 基于 SIR 的双频带通滤波器的设计与仿真 .134.1 引言 .134.2 SIR 双频带通滤波器的设计与仿真 .144.3 变形后的 SIR 双频带通滤波器的设计与仿真 .164.4 两种设计的比较与总结 .17第五章 总结和展望 .175.1 总结 .175.2 展望 .18致 谢 .19参考文献 .20山西大学本科毕业论文（设计）4第一章 绪论1.1 双频带通滤波器的研
14、究背景滤波器在每个领域的应用都有不同的要求，高选择性、宽带波导滤波器，同轴谐振器和悬置多工器，以及电子可调滤波器满足了军事应用对器件的宽带、可调性要求，卫星通讯工业要求滤波器规模小、低损耗、带宽窄，且在幅度选择性和相位线性度上有非常严格的要求，多模波导介质谐振器滤波器就是在这样的需求下发展起来的；移动通讯基站设备需要小型化、低损耗、高功率传输的有选择性滤波器，而且成本低，达到规模化生产的要求，同轴谐振器，介质谐振器，超导滤波器以及诸如降低损耗的方法就是伴随着这一需要而产生的；与移动通讯基站相比，移动通讯手持设备需要尺寸更小、成本更低、损耗低、高选择性和能够大规模生产的滤波器，从而驱动了表面声波
15、滤波器和微机电系统滤波器的发展。近年来，相比与其它领域，移动通讯技术得到了飞速发展，不但增大了射频滤波器的需求，同时也对其提出了更高的要求高性能、小型化、轻型化、低成本。新近涌现的新技术和新材料推动了射频滤波器的快速发展，这些新技术和新材料包括：高温超导技术、低温共烧技术、微波单片集成电路、微机电系统技术和显微机械技术 12。现代信息社会中不断膨胀的巨大信息量要求通信技术向着高速、宽带、大容量方向发展，这就意味着信息的传播媒体一电磁波的使用频率不断向更高的频段方向拓展。同时单频段通信系统已显得陈旧，不能很好地满足无线通信的需求。随着无线通信的迅猛发展，单频段通信系统越来越显示出它的局限性，促进
16、双频段及多频段通信系统相关方面的研究 3。为了充分利用现有的频谱和基础设备资源，在通信系统中设置能同时工作的多个通信频段，有效途径之一就是研究和开发高性能的双频段微波滤波器。滤波器作为现代通信设备中不可缺少的关键器件之一，它能有效地滤除各种无用信号及噪声信号，降低各通信频道间的信号干扰，从而保障通信设备的正常工作，实现高质量的通信，进而达到频谱资源的有效利用 4-6。现代通信的快速发展需要有效利用越来越多的频率信道，为了减小通信电路设备体积和重量，双频段器件的研究越来越引起重视。因此，对双频带滤波器的研究具有重要的意义和实用价值。双频段微波滤波器，可以同时工作在无线通信两个不同频段。这种滤波器是用一个双频段单元来处理两个波段的信号。这种设计概念提供了容易实现的基础设施和高性能的产品。传统设计双频通信系统，每一个通信系统都有其独立的天线，滤波器，低噪声放大器等元器件，因此体积大，功耗大。因此通信设备中双频段滤波器已经成为微波频段的无线通信设备中的重要元件 3。
