超宽带滤波器的分析与设计VIP免费

中国科学技术大学硕士学位论文超宽带滤波器的分析与设计姓名：宫勋申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：王卫东20070501中圆车；}学技术大学r晚十论文摘要摘要脉冲无线电超宽带(ImpulseRadio．-UltrawideBand，IR—UWB)通过发送距纳秒级脉冲来传输数据信号．与传统上E弦窄带系统相比，IR--UWB系统具有结构较简单、功耗小、成本低等优点。超宽带滤波器在脉冲无线电超宽带系统中，除了起着抑制带外干扰、提高信噪比的作用外。也是目前最容易实现的脉冲频谱成型的手段之一．按照FCC的规定，从3．IG—10．6GHz之间的7．5GHz的带宽频率为UWB设备所使用的频率范围，其相对带宽达到110％．传统滤波器的殴计方法和实现结构已难以适应如此大的带宽．本文进行了超宽带滤波器的分析和设计工作。在分析方法上，本文指出了传统滤波器设计方法在用于超宽带滤波器时的技术凼难及其原因，并针对目前超宽带滤波器性能理论分析困难，复杂、缺少有效的全频带分析方法，尝试采用直接计算微波网络参数的方法来分析、设计滤波器的幅频、相频响应特性，避免了窄带近似带来的误差。在设计结构上，本文采用尺寸小、重量轻、成本低，易加[的微带线结构实现超宽带滤波器，并实际制作了三种结构的超宽带滤波器样品。主要结果有：’l、对传统短路分支线滤波结构进行超宽带改进设计，制作了一种三阶短路分支线结构超宽带滤波器并进行了性能测试，测试结果与理论结果能很好的吻合．2、给出了一种短路岔线型超宽带滤波单元结构及其设计方法，制作了滤波器单元样品并进行了测量，实测结果与仿真结果、预测结果二者吻合较好．该结构的滤波器单元相对带宽大，群延时平坦；设计上可以理论预测幅频、相频特性：易于加：亡制作，伸展面积小，结构紧凑，可以作为超宽带滤波器设计的基本单元使用。本文还给出了一种短路岔线和短路分支线组合的超宽带滤波器设计结果和测试结果。3、提出了一种分频段近似的超宽带滤波器分析和设计方法．该方法通过分折复杂结构参数的频率响应，将复杂结构分频段近似为简单结构，从而达到全频带设计的目的。使用该方法分析和设计了一种两级开路线型超宽带滤波器并进行了测量．结果证明了该分析方法的正确性．第1贰中同科学技术人学颂I。论文AbstractAbstractImpulseRadio-UltrawideBand(IR—UWB)transmitsdatabysendingsubnanoseconddurationpulses．Comparedwithtraditionalnarrowbandsystems，ithasmeritssuchaslow-complexity，Iow-ennsumptionandlow-cost,etc．InIR-UWBsystems，UWBbandpassfiltercansuppressoutbandinterference,andimprovesensitivityofthereceiver．Furthermol'e．itiSalleasyWaytokeepthespectrumOfthesignalstomeettheFCCspoctrumrequirement．AccordingtoFCCrequiremenLtheworkingfrequencybandofUWBisfrom3．IG-10．6GHz,ofwhichtherelativelybandwidthiSuptol10％．Itisdi砺cultfortraditionalfilterdesignmethodandfiItertdrueture$toadjusttOthisrequirement．ThisthesismainlyconcerlBonUWBbandpassfilteranalysisanddesign．Intermsofanalyzingmethods，thisthesisanalyzedthedifficultiesandtheircausesoftraditionalfilterdesignmethodsindesignofUWBbandpassfilters．InviewofdifficultyandcomplexityofrecentUWBban@assfilterperformanceanalyzingmethods，whichlackeffectiveall-frequency-bandanalyzingmethod．thisthesisattemptedtodirectlyusemicrowavenetworkparameterstoanaly嚣anddesigntheamplitudefrequencyresponseandphasefrequencyresponse，thenactuallymadeUWBfilterssamplesofthreestructures．Themainresultsare"I)Optimizedtraditionalshort-circuited—stubfilterstructureforUWBapplication；oneoptimized3-short-circuited—stubUWBbandpassfilterwasdesigned，simulated，madeandmeasured．Theresultsarecloselycompatiblewiththemethods．2)ProposedaUWBfiherunitusingshort-circuitedspurlines；Onesamplefilterunitwasdesigned，simulated，madeandmeasured；measurementsverifiedthedesignprocess．TheUWBfilteru...