多層結(jié)構(gòu)濾波器優(yōu)化及濾波器與天線集成設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無(wú)線通信和電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)線通信系統(tǒng)中的電子設(shè)備都需要多功能、小型化和集成化。這就要求濾波器與天線具有小型化和多頻帶的特性，同時(shí)將濾波器與天線進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。本論文結(jié)合各種無(wú)線通信系統(tǒng)的需要，圍繞小型化LTCC濾波器、小型化多頻天線、雙頻濾波器天線和濾波器天線的綜合設(shè)計(jì)等問(wèn)題進(jìn)行研究。作者的主要工作和創(chuàng)造性成果可以概括為：
　　1.對(duì)模糊算法模擬人的思維優(yōu)化設(shè)計(jì)LTCC濾波器進(jìn)行了研究。利用專家信息和粗糙模型設(shè)計(jì)中獲得的

2、大量數(shù)值信息，建立模糊推理系統(tǒng)對(duì)精確模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。并且將模糊算法與HFSS仿真軟件相結(jié)合，成功的實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)化方法與電磁仿真軟件的無(wú)縫鏈接。利用該方法優(yōu)化設(shè)計(jì)了一款工作在4.15-4.85GHz的LTCC濾波器，計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此方法具有很好的實(shí)用性。
　　2.將天線設(shè)計(jì)中最基本的兩種結(jié)構(gòu)—單極子與環(huán)，結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)了雙頻特性。對(duì)單極子與環(huán)天線的輸入阻抗進(jìn)行了深入的分析，發(fā)現(xiàn)這兩種天線在低于諧振頻率處的輸入電抗呈互補(bǔ)特性。因此利

3、用在單極子頂部加載環(huán)形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化，同時(shí)天線的阻抗帶寬并沒(méi)有減小，增益與輻射效率反而有略微的改善。仿真和測(cè)試結(jié)果吻合良好。
　　3.對(duì)小型化雙通帶帶通濾波器和小型化雙頻天線的集成設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)了一款小型化雙頻濾波器天線。通過(guò)對(duì)濾波器與天線之間的微帶線長(zhǎng)度和寬度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使濾波器天線在兩個(gè)頻段內(nèi)的阻抗匹配良好。
　　4.研究濾波器與平面印刷單極子天線的綜合設(shè)計(jì)。利用耦合帶通濾波器綜合的方法，設(shè)計(jì)了一款

4、印刷單極子濾波器天線。針對(duì)綜合設(shè)計(jì)的耦合線，線間距過(guò)小難以加工的缺點(diǎn)，將DGS引入濾波器的設(shè)計(jì)中，成功的解決了這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一款基于DGS的印刷單極子濾波器天線。這種濾波器天線實(shí)現(xiàn)了濾波器與天線的集成化、小型化設(shè)計(jì)，天線在起輻射作用的同時(shí)，也是濾波器的一個(gè)諧振單元。從整體性能上看，濾波器天線的反射系數(shù)與增益曲線分別類似于濾波器的回波損耗與插入損耗曲線，這說(shuō)明濾波器天線即具有天線的功能，也具有濾波器的功能。
　　5.研究微帶型濾波

5、器與天線的集成設(shè)計(jì)。利用在圓形貼片上開(kāi)約四分之一波長(zhǎng)的開(kāi)口，并將開(kāi)路傳輸線插入開(kāi)口中，利用這種耦合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)納變換器將微帶天線和λ/2開(kāi)路傳輸線連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了二階濾波器天線的設(shè)計(jì)，其等效電路與二階耦合帶通濾波器的等效電路相同。運(yùn)用耦合帶通濾波器綜合方法設(shè)計(jì)濾波器天線時(shí)，對(duì)天線的設(shè)計(jì)有嚴(yán)格的要求，這給天線的設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難。研究發(fā)現(xiàn)在微帶天線與耦合線之間加入一段阻抗變換線，可以使微帶天線的設(shè)計(jì)得到簡(jiǎn)化。該微帶天線在起輻射作用的同時(shí)，也充當(dāng)著