无线通讯系统中介质谐振天线与滤波器的设计.doc

摘要:随着无线通信领域的突飞猛进地发展，人们对电子设备的可靠性和小型化要求也越来越高。介质谐振器正是顺应这些发展要求逐步发展起来的，介质谐振器具有高温度稳定性，高Q值，低损耗，结构紧凑等性能优势，被广泛地应用于制作滤波器、鉴频器、天线等微波器件中。

本文以介质谐振器工作原理为基础，主要研究了两种介质滤波器的原理和应用以及介质谐振器在介质天线的中的应用。在介质滤波器方面，介绍了微波滤波器的基本理论和设计方法，利用HFSS软件研究了两种介质谐振滤波器，通过分析仿真得到较好的性能，仿真结果验证了其良好的工作性能。在介质天线方面，首先对两种梯形天线性能进行了研究、分析，验证其带宽60%以上的良好的带通性能，并具有良好的辐射效果并进一步优化。之后在此理论基础上提出了一种新型介质天线，其具有辐射效率高，损耗小，体积小，重量轻，低轮廓的特点。该天线能够提供宽向的辐射。通过将矩形的介质谐振器安装在地的边缘，能够使得天线的体积小于垂直地平面，实现阻抗匹配带宽。该天线的工作频率范围为5.2GHz到7.4GHz，即其阻抗带宽（s11<-10dB）为45.1%，具有有很高的效率以及稳定的增益，该天线在工作频带内有稳定的辐射方向图。

本文设计和仿真均利用Ansoft HFSS 全波分析软件，该软件基于有限元的分析方法，具有较高的精度。为微波器件的设计提供了极大地方便，缩短了设计周期。 设计出的微波无源器件实现小型化并具有较好的性能满足无线通讯器件小型化的要求。

关键词：介质谐振器； 滤波器； 宽带； 介质天线

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1引言-1

1.2课题在国内外的研究动态-1

1.2.1 介质滤波器的发展-1

1.2.2介质天线的发展-2

1.3本课题的主要内容-2

1.3.1对介质滤波器进行了研究-2

1.3.2设计一种新型的便携式介质谐振器天线-2

1.4后续章节的内容安排-3

2 微波滤波器与天线的基本理论-4

2.1微波滤波器参数-4

2.1.1频率数据-4

2.1.2插入损耗-4

2.1.3品质因数-4

2.1.4其它参数及定义-5

2.1.5滤波器类型分类-5

2.2天线基本参数和定义-7

2.3微波天线的设计原理-9

2.3.1天线的辐射机理-10

2.3.2天线的场区和方向图-13

2.4 仿真软件介绍-14

3介质谐振滤波器分析设计-16

3.1引言-16

3.2设计一种低成本介质滤波器-16

3.3一种新型的腔体交指型带通滤波器-17

3.4本章小结-19

4介质谐振天线分析设计-20

4.1引言-20

4.2两种阶梯型介质谐振器的对比-20

4.3一种新型的便携式介质谐振器天线-23

4.4 小结-26

5 总结与展望-27

5.1 总结-27

5.2展望-27

致谢-28

参考文献-29