用于LTE滤波器—天线集成化的研究与设计

发布时间：2017-09-15 14:28

  本文关键词：用于LTE滤波器—天线集成化的研究与设计

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【摘要】：随着无线通信技术的迅猛发展,对天线和滤波器等射频前端设备的尺寸和性能方面提出了越来越高的要求。采用将滤波器和天线联合设计和联合优化方法,将有效减小系统整体设计尺寸,提升模块整体性能。且随着系统复杂度的不断增加,使得器件在有限频谱空间范围内受到尺寸的限制,因此多频滤波天线的一体化技术的使用在长期演进技术(LTE)中显现出很大优势,其可有效地减少整个系统的体积、复杂度以及造价成本。在这样的研究背景下,论文对滤波器和天线的集成化设计进行了深入的研究。主要研究内容包含在以下几个部分:1、在介绍微波滤波器和天线的基本理论和微带耦合滤波器和微带天线的各自设计流程的基础上,分析并设计了工作在LTE的D频段的平行耦合微带滤波器、阶梯阻抗谐振器(SIR)结构的微带滤波器,为后续滤波天线设计章节提供必要的理论基础;2、分析和研究了SIR型带通滤波器和印刷天线的综合设计方法。通过提取单极子天线的等效电路,将提取的单极子天线等效电路作为滤波器最后一个谐振单元,然后利用微带平行耦合带通滤波器的综合设计方法,以此确定滤波器和天线之间耦合结构尺寸的计算公式。在此基础上设计和制作了一款工作于LTE的D频段的滤波天线,测试和仿真结果吻合,验证此理论和设计方法的正确性,并针对设计过程中耦合线线间距小,加工困难的问题提出了进一步的改进方案;3、根据SIR结构谐振器的寄生通带位置可控的特性,通过将双频SIR滤波器和宽带天线进行集成设计,成功设计出一款工作在1.95GHz和2.6GHz的双频SIR滤波天线。计算仿真的结果显示出滤波-天线的在两个通带间具有良好隔离度,辐射方向图方向特性接近为全向性,满足设计指标的要求。
【关键词】：滤波器 天线 滤波天线 双频
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820;TN713
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究的背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 SIR滤波器小型化的研究现状11-12
• 1.2.2 微带天线小型化及宽带化的研究现状12-13
• 1.2.3 滤波器-天线一体化设计研究现状13
• 1.3 本文的研究内容及结构安排13-15
• 第二章 微波滤波器和天线的基本理论15-35
• 2.1 滤波器主要技术指标15-17
• 2.1.1 中心频率和归一化频率16
• 2.1.2 通带带宽和相对带宽16
• 2.1.3 插入损耗和回波损耗16-17
• 2.1.4 品质因数17
• 2.1.5 波纹系数17
• 2.2 微带平行耦合滤波器17-21
• 2.2.1 微带线17-18
• 2.2.2 微带平行耦合滤波器的设计过程18-19
• 2.2.3 用于LTE的D频段的平行耦合带通滤波器设计实现19-21
• 2.3 阶跃阻抗滤波器（SIR）21-31
• 2.3.1 SIR基本结构21-22
• 2.3.2 四分之一波长型SIR的谐振特性22-23
• 2.3.3 半波长型SIR的谐振特性23-24
• 2.3.4 用于LTE的D频段的四分之一波长型SIR滤波器实现24-28
• 2.3.5 用于LTE的D频段的半波长型SIR滤波器实现28-31
• 2.4 微带天线基础31-33
• 2.5 微带天线设计方法33-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 用于LTE的D频段的微带滤波天线35-48
• 3.1 单极子天线及其等效电路模型35-38
• 3.1.1 倒L型印刷单极子天线的等效电路模型35-37
• 3.1.2 用于LTE的D频段天线的等效电路模型37-38
• 3.2 滤波天线综合设计方法38-41
• 3.3 LTE的D频段的微带滤波天线实现41-44
• 3.4 滤波天线进一步改进44-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 用于LTE的双频滤波天线48-56
• 4.1 双频研究的发展现状48-50
• 4.1.1 双频滤波器的研究现状48-49
• 4.1.2 双频天线的研究现状49-50
• 4.2 用于LTE的双频滤波天线设计50-55
• 4.2.1 用于LTE的双频滤波器设计50-53
• 4.2.2 用于LTE的双频滤波天线设计53-55
• 4.3 本章小结55-56
• 第五章 总结与展望56-58
• 5.1 总结56
• 5.2 展望56-58
• 参考文献58-65
• 致谢65-66
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文66

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本文编号：857080