应用于无线通信系统中的滤波天线设计（可编辑）.doc

应用于无线通信系统中的滤波天线设计（可编辑） 应用于无线通信系统中的滤波天线设计 中图分类号:TN828.4论文编号:1028704 13-S001 学科分类号:080904硕士学位论文 应用于无 线通信系 统中的 滤波天线 设计 研究生姓名 周晓军学科、专业 电磁场与微波技术研究方向 微波通信天线设计指导教师 赵永久 教授南京航空 航 天大学 研究生院 电子信息工程学院 二 О一二 年 十二 月Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Electronic and Information Engineering Filtering Antenna Design in Wireless Communication A Thesis in Electromagnetic Field and Microwave Technology by Zhou Xiaojun Advised by Prof. Zhao Yongjiu Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering December, 2012承诺书 本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进 行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和 致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研 究成果,也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构 的学位或证书而使用过的材料。 本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名: 日 期: 南京航空航天大学硕士学位论文 摘 要 当前无线通信系统中的电子设备正朝着低功耗、多功能、小型化和集成化的 方向发展。天 线和滤波器通常级联应用于无线通信系统中。传统的设计方法着眼于天线和 滤波器器件本身, 级联后容易造成阻抗失配。打破标准的阻抗匹配限制,将天线与滤波器进行 一体化设计,构成 滤波天线filtering antenna,在实现辐射和滤波特性的同时,可以有效减小射频前端的尺寸和 重量。 本论文主要的研究内容包括以下几点: 1、基于准八木天线与巴伦带通滤波器结构设计出一款微带端射滤波天线。由于不需要采用 额外的巴伦结构,所设计的滤波天线有效减小了电路尺寸。2、基于基片集成波导SIW结构设计出一款端射滤波天线。通过调整天线与滤波器之间的 耦合结构,实现通带内的阻抗匹配,所设计的滤波天线具有很好的带外抑制干扰能力。 3、设计了一款具有双陷波特性的超宽带滤波天线,该天线的主要特点是在实现陷波特性的 同时,可以有效抑制高频段的辐射。 4、采用滤波器综合的方法,设计出基于发夹谐振器结构的印刷单极子滤波天线。天线在起 辐射作用的同时,也充当滤波器最后一级谐振单元。这种滤波天线实现了天线与滤波器的小型 化和集成化设计。从仿真与实测结果可以看出,天线的回波损耗和增益曲线与滤波器的回波损 耗和插入损耗曲线相类似,这说明滤波天线同时具有天线和滤波器的功能。 5、设计了一款基于中心短路阶梯阻抗谐振器SCSIR结构的微带双工器。该双工器工作在 GSM 和 WLAN 频段,同时具有高的隔离度和宽的上阻带特性。在此基础上, 实现了双频天线 与双工器的集成设计,有效减小了双频通信系统射频前端的尺寸。 关键词:滤波天线,天线,滤波器,集成化,小型化I 应用于无线通信系统中 的滤波天线设计 ABSTRACT Nowadays wireless communication equipments demand low power, multi-function, miniaturization and integration. Antenna and filter are usually cascaded in wireless communication systems. It is paid more attention to individual devices in the traditional design methods. In this case, impedance mismatching will be caused when they are directly cascaded. It is desired to remove the limi