无线通信系统中带通滤波器的研究与设计

"无线通信系统中的带通滤波器研究" 在无线通信系统中，带通滤波器（Bandpass Filter, BPF）扮演着至关重要的角色，它允许特定频段内的信号通过，同时抑制其他不必要的频率成分。随着无线通信技术的飞速发展，对微波电路性能的需求日益提升，带通滤波器的相关技术也在不断进步，采用新的设计方法和制造工艺以满足这些需求。 本论文主要探讨了三种不同类型的带通滤波器设计方法及其新结构： 1. 模板变换法设计耦合型带状线带通滤波器：该方法基于模板变换的思想，利用现代电子设计自动化（EDA）软件，如HFSS、CST等，辅助设计。通过经验公式选择合适的模板并进行变换，可以有效地设计出满足特定频率特性的带通滤波器。这种方法简化了设计流程，提高了设计精度。 2. 阶跃阻抗谐振器（SIR）结构设计锥形线带通滤波器：SIR是一种常用的设计单元，其基本原理是利用阻抗阶跃产生谐振。论文中提出了一种在锥形线上增加spurline的新结构，以引入额外的零点，增强谐波抑制功能。spurline的位置选择对滤波器的性能有显著影响，经过优化布局，可以在不显著增加电路尺寸的情况下实现更好的滤波效果。 3. 利用低温共烧陶瓷（LTCC）技术设计的带通滤波器：LTCC技术因其多层结构和微小型化的优势在无线通信领域广泛应用。论文中设计了两种2阶带通滤波器结构，一种是在输入输出端增加耦合电容以提供衰减零点，提高了阻带性能；另一种则能提供指定频率的零点，实现近似椭圆函数的频率响应。通过结合多种EDA软件，设计效率得到提升，同时SIR技术和LTCC工艺的应用显著减小了电路尺寸。 此外，论文还提供了一个具体的无线局域网（WLAN）带通滤波器设计案例，展示如何将理论应用于实践。并提出了利用SIR谐振器的高阻带零点位置来分析基板介电常数微小变化的方法，这对于制造过程中的质量控制具有重要意义。 关键词: 带通滤波器，模板变换法，阶跃阻抗谐振器，spurline，锥形线，衰减零点，低温共烧陶瓷，无线通信系统，滤波器设计，微波电路，电路尺寸优化，无线局域网