基于耦合矩陣的濾波天線研究.pdf

1、隨著通信信道的越來(lái)越擁擠，為了減少信道之間的干擾所以對(duì)系統(tǒng)的帶外抑制提出了越來(lái)越高的要求。由于系統(tǒng)中的非線性器件使得系統(tǒng)的帶外抑制變差，在部分系統(tǒng)之中即使在系統(tǒng)中部加入濾波器也難以滿足要求，因此需要在前端天線連接處加入濾波器增強(qiáng)帶外抑制能力。通常通信系統(tǒng)之中，天線和濾波器被當(dāng)作獨(dú)立的器件單獨(dú)設(shè)計(jì)，然后簡(jiǎn)單直接連接在一起。這樣的設(shè)計(jì)方案，容易使整體的通帶邊緣的選擇性惡化，尤其是在天線帶寬與天線帶寬相當(dāng)時(shí)。因此，對(duì)于濾波天線的研究越來(lái)越受關(guān)

2、注?，F(xiàn)今大多數(shù)濾波天線設(shè)計(jì)，主要利用天線替換濾波器的最后一階諧振器，然后仿真優(yōu)化得到最終結(jié)果。這種設(shè)計(jì)方式需要耗費(fèi)大量的時(shí)間在電磁仿真中，而優(yōu)化的最終結(jié)果的最優(yōu)性也缺乏理論的支持。本文利用耦合矩陣?yán)碚摵蜑V波器診斷技術(shù)綜合設(shè)計(jì)濾波天線，有助于濾波天線的快速設(shè)計(jì)優(yōu)化，并且能夠判斷優(yōu)化結(jié)果與理想目標(biāo)之間的差異程度。天線和濾波器被當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)綜合設(shè)計(jì)，整體的性能得到最優(yōu)化。同時(shí)，當(dāng)確定好天線諧振器后，整個(gè)濾波天線的通帶性能可以通過(guò)調(diào)節(jié)后面級(jí)聯(lián)

3、的諧振器之間的耦合系數(shù)而改善，從而分離輻射方向特性設(shè)計(jì)和通道選擇性設(shè)計(jì)。本文基于耦合矩陣的濾波天線的濾波天線研究，主要是把耦合矩陣?yán)碚搼?yīng)用到濾波天線的綜合設(shè)計(jì)中，為濾波天線的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。主要的研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)基于耦合矩陣分析與綜合濾波器的理論，研究濾波天線和濾波器綜合的異同之處。提出類似于濾波器耦合矩陣綜合的一種級(jí)聯(lián)型濾波天線綜合方法。具體研究天線諧振特性模型，研究其物理尺寸對(duì)天線諧振器的輻射耦合強(qiáng)度與輻射方向性的

4、關(guān)系。
　　(2)結(jié)合耦合矩陣?yán)碚摵蜑V波器診斷技術(shù)綜合出一款單頻帶濾波天線。研究類共振器級(jí)聯(lián)型濾波器等效電路進(jìn)行耦合矩陣參數(shù)提取的方法。通過(guò)比較提取出的實(shí)際物理模型的耦合矩陣與目標(biāo)耦合矩陣的差異，研究耦合強(qiáng)度與物理尺寸的映射關(guān)系，實(shí)踐基于耦合矩陣參數(shù)提取的濾波天線優(yōu)化方法。
　　(3)對(duì)耦合矩陣?yán)碚摼C合設(shè)計(jì)濾波天線的方法進(jìn)行延伸擴(kuò)展，使耦合矩陣?yán)碚搼?yīng)用到雙頻帶濾波天線的設(shè)計(jì)中。利用常見(jiàn)雙模諧振器的雙頻段的響應(yīng)特點(diǎn)，推演出適合