微波滤波器的设计与仿真毕业设计论文

基于SIR的双频带通滤波器的设计与仿真摘要随着无线通信的迅猛发展与需求的不断增加，双频便携式和无线局域网被广泛应用，双频段滤波器也就成为这些通信系统前端的重要器件。

本论文所研究的利用阶梯阻抗谐振器实现双频滤波的方法，与传统的滤波器组合、零极点综合等方法相比，具有结构紧凑、设计灵活等优势，由此设计的双频滤波器其第二通带的频点位置可通过阻抗比Rz与谐振器的长度进行调节。

文中介绍并分析了阶梯阻抗谐振器(Stepped．Impedance．Resonators，SIR)的结构和特性，着重阐述了半波长阶梯阻抗谐振器的基本特性，并分析了这种结构谐振器的优越性与其实现双频的原理。

在此基础上采用半波长SIR谐振器设计了应用于WLAN(无线局域网IEEE.802.1la/b/g)系统的带宽可控的双频段带通滤波器。

关键词双频带通滤波器，阶梯阻抗谐振器，阻抗比Design of Dual-Band Bandpass Filter Using SIRAbstract With the high development and the need of wireless communications, and the dual-band portable telephones and WLAN(wireless local area network)are quite popular, and the dual-band filters become the key components in the front of these communicationssystems. Using the method of Stepped-Impedance-Resonator to realize dual-passband filters is researched in this dissertation, comparing to the traditional methods that combination filters, he synthesis of zeros and poles and so on, they have advantages of compact structure and convenient design, and the second resonant frequency of the designed dual-band filter can be controlled by the impedance ratio Rz and the length of the resonator. The structure and characteristic of Stepped--Impedance--Resonators are presented in this paper,with an emphasis on the half-wavelength Stepped-Impedance-Resonators, the advantages of the SIR and the principle to realize dual-band are researched too. And four dual-passband filters with controllable bandwidths ale proposed for WLAN(IEEE.802.1la/b/g) using half-wavelength resonators.Key words Dual-band filter, SIR, impedanceratio毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。

1800M Hz同轴谐振微波介质滤波器的结构设计及其仿真①樊　鹏　周东祥　赵　俊　黄　川(华中科技大学电子科学与技术系　武汉　430074)摘 要研究1800MHz的微波介质滤波器的设计原理和计算方法,同时使用高频结构仿真软件对所设计的滤波器进行了仿真分析。

所要求的滤波器的参数指标为:中心频率f0=1800MHz,插入损耗IL<2.5dB,3dB带宽BW=45MHz,带内波动A p <1.5dB,100MHz处带外抑制A s>25dB。

关键词:介质滤波器　HFSS　仿真中图分类号:TP39119Structure Design and Simulation of a1800M H z Microw ave Dielectric Filter Using Coaxial R esonatorsF an Peng　Zhou Dongxiang　Zhao Jun　H u ang Chu an(Dept.of Electronic Science and Technology,HUST,Wuhan　430074)Abstract:This paper introduces the design principle and calculating method of a1800MHz microwave dielectric filter consist2 ing of coaxial resonator,and uses High Frequency Structure Simulation(HFSS)software to simulate the design.The required pa2 rameters of the microwave band pass dielectric filter:center frequency f0=1800MHz,insertion loss IL>2.5dB,3dB band BW= 45MHz,ripple in the band A p<1.5dB,the attenuation in the stopband A s>25dB.K ey w ord:dielectric filter,HFSS,simulationClass number:TP391.91　引言介质滤波器是由介质谐振器构成的滤波器。

滤波器（Filter ）（一）滤波器之种类以信号被滤掉的频率范围来区分，可分为「低通」（Lowpass）、「高通」（Highpass）、「带通」（Bandpass）及「带阻」（Bandstop）四种。

若以滤波器原型之频率响应来分，则常见有「巴特沃斯型」（Butter-worth）、「切比雪夫I型」（Tchebeshev Type-I）、「切比雪夫II型」（Tchebyshev Type-II）及「椭圆型」（Elliptic）等几类。

若以使用组件型态来分，则可分为「主动型」（Active）及「被动型」（Passive)两类。

其中「被动型」又可分为「L-C型」（L-C Lumped）及「传输线型」（Transmission line）。

而「传输线型」以其结构不同又可分为「平行耦合型」（Parallel Coupled）、「交叉指型」（Interdigital）、「梳型」（Combline）及「发针型」（Hairpin-line）等不同型态。

这里以较为常使用的「巴特沃斯型」（Butterworth）、「柴比雪夫I 型」（Tchebeshev Type-I）为例，说明其设计方法。

（二）「低通滤波器」设计方法(A) 「巴特沃斯型」（Butterworth Lowpass Filter ）步骤一：决定规格。

电路特性阻抗（Impedance ）: Zo (ohm) 通带截止频率（Cutoff Frequency ）: fc (Hz) 阻带起始频率（Stopband Frequency ）: fx (Hz)通带衰减量（Maximum Attenuation at cutoff frequency ）: Ap (dB) 阻带衰减量（Minimum Attenuation at stopband frequency ）：Ax(dB)步骤二：计算组件级数（Order of elements ，N ）。

⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⋅≥c x Ap Ax f f N log 110110log 5.010/10/ ， N 取最接近的整数。

安徽建筑大学毕业设计 (论文)专业通信工程班级10通信①班学生姓名高路学号 10205040109课题微波器件特性研究——支线型微波带阻滤波器指导教师吴东升2014年6月 6日由于射频（RF）和微波（MW）在通信、雷达、环境检测和导航等众多领域具有广泛的应用，尤其是在商业领域，如各人通信系统、卫星通信、远距离电话通信以及全球定位系统等，因此高频电路设计得到了工业界的重视和不断发展。

微波滤波器作为微波系统中一种广泛应用的器件，其性能指针的优劣直接影响微波系统性能的好坏。

特别是带阻滤波器用来抑制高功率发射机的杂散输出以及非线性功放或带通滤波器产生的寄生通带等，被广泛应用于无线通信系统中。

本文介绍了微波滤波器的基本理论，分析了支线型微波带阻滤波器设计原理，针对中心频率为f=2.0GHz，阻带带宽B=2.0GHz，通带衰减≤0.1dB，带外抑制≥30dB的技术指标，给出了开路支线型微波带阻滤波器的设计过程，得出了基本电路结构，利用ADS软件对其进行仿真和优化，验证了结构的合理性与正确性。

关键词：微波；微带滤波器；支线型带阻滤波器；ADSDue to radiofrequency（RF）and microwave(MW) has a wide application in many fields of communication, radar, environmental testing, and navigation, especially in commercial areas, such as each communications systems, satellite communications, long-distance telephone communication and global positioning system etc, so to get the attention of high-frequency circuit design and evolving industry.Microwave filters microwave system as part of a wide range of applications, the performance of the pointer directly affect the performance of the microwave system is good or bad. Especially in the band rejection filter is used to suppress spurious high power transmitter output and the parasitic pass band or band-pass filter amplifier nonlinearity generated, are widely used in wireless communication systems.This paper introduces the basic theory of micro-strip filter, analyze the microwave band-stop filter feeder design principles, for a center frequency of f=2.0GHz. stop-band band-with B=2.0GHz, pass-band attenuation 30dB 0technical indicators are given open branch microwave band-stop filter design process draw the basic circuit structure, its use of ADS simulation and optimization software to verify the reasonableness and accuracy of the structure.Key words: microwave; microwave filter; regional-type band-stop filter; ADS第一章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.1.1 滤波器的研究意义及发展趋势 (1)1.1.2 微波滤波器的前景 (1)1.2课题的主要任务及研究方法 (2)第二章微波滤波器的基本原理 (4)2.1 微波的概述 (4)2.1.1微波概念与特点 (4)2.2 微波滤波器的概述 (4)2.2.1 微波滤波器的分类 (5)2.2.2 微波滤波器的技术指标 (6)2.3 传输线基本理论 (7)2.3.1 传输线的特性参量 (7)2.3.2 微带线基础 (7)2.3.3 微带传输线的损耗 (9)2.4 原型低通滤波器 (9)2.4.1 微带滤波器的理论基础 (9)2.4.2 原型滤波器基础 (9)2.4.3 原型低通滤波器到带阻滤波器的频率变换 (11)第三章微波带阻滤波器设计 (12)3.1 微带短截线带阻滤波器的理论基础 (12)3.1.1 理查德变换 (12)3.1.2 科洛达规则 (12)3.2 设计微波带阻滤波器的理论分析 (13)3.2.1 确定所设计的微波滤波器的性能指标 (13)3.2.2 确定微型波滤波器类 (14)3.2.3 选择介质基片和薄膜 (14)3.2.4 确定微波滤波器的设计方法 (14)3.3微波滤波器的计算 (14)第四章 ADS软件仿真 (19)4.1 ADS软件概述 (19)4.1.1 ADS主视图 (19)4.1.2 原理图视窗 (19)4.1.3 数据显示视窗 (19)4.1.4 布局图视窗 (19)4.2 S参数的概念 (20)4.3 带阻滤波器的原理图 (21)4.3.1 利用ADS的工具tools完成对微带线的计算 (21)4.3.2 原理图设计 (22)4.4 原理图的优化及仿真 (23)4.5版图生成及仿真 (24)4.5.1版图生成 (24)4.5.2 版图仿真 (25)4.6设计小结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)微波器件特性研究——支线型微波带阻滤波器电子与信息工程学院通信工程专业 2010级1班高路指导教师吴东升第一章绪论1.1课题背景及意义1.1.1 滤波器的研究意义及发展趋势随着无线通信的发展，对通信系统的性能要求越来越高，高性能滤波器在通信系统中起着非常重要的作用，微波滤波器是微波领域关键性器件，具有选频、分频和隔离信号等重要作用，其中微波无源滤波器装置，结构简单，运行可靠，维护方便，因此广泛地应用与通讯、雷达环境检测、导航等系统，是这些领域必不可少的部件。

基于HFSS的微波带阻滤波器设计引言：微波带阻滤波器是一种能够阻止特定频段信号传输的电路器件，在无线通信和雷达系统中具有广泛的应用。

本文将基于HFSS软件来设计一种微波带阻滤波器。

设计目标：设计一个具有中心频率为2GHz，带宽为500MHz的微波带阻滤波器，并实现较好的阻带衰减。

设计步骤：1. 确定滤波器类型：根据设计要求，我们选择了以理想带阻类型为参考，具体选择了Cauer型带阻滤波器。

2.选择滤波器结构：根据设计要求，我们选择了巴特沃斯微带滤波器结构，它具有简单的结构和相对较好的性能。

3.确定滤波器的阻带和通带：根据设计要求，我们确定了滤波器的上下阻带频率和通带频率。

4.开始HFSS软件设计：根据以上设计目标和步骤，我们打开HFSS软件，并进行以下设计：a)创建一个适当大小的板材作为基底。

b)选择适当的介质材料，以获得所需的介电常数。

c)绘制微带线结构和抗地面。

d)添加滤波器元件，例如阻抗转换器和耦合缝隙等，以实现所需的滤波特性。

e)对设计进行模拟和优化，以获得最佳性能。

5.导出设计文件：优化完成后，将设计导出为标准格式的文件，以便进行后续的制作和测试。

6.制作和测试：根据导出的设计文件，制作实际的滤波器电路，并使用合适的测试设备进行性能测试。

结论：本文介绍了基于HFSS软件的微波带阻滤波器的设计流程。

通过HFSS 的模拟和优化功能，我们能够快速设计出符合要求的滤波器电路，并能够预测其性能。

通过实际制作和测试，我们可以验证设计结果，并对其进行修正和改进。

微波带阻滤波器的设计是一个复杂的过程，需要对电磁场和滤波器原理有一定的理解和经验。

然而，使用HFSS等仿真软件可以大大简化设计过程，并提高设计效率和准确性。

滤波器的设计设计论文摘要21世纪是数字化的时代，纵观当代通信的发展趋势，已成为引领通信变革的主潮流。

通信是在数字化浪潮的背景下，在计算机技术的应用和信息技术的发展的结果。

数字信号滤波器在各种数字信号处理中发挥着重要的作用，数字信号设计一直是数字信号处理领域的重要研究课题。

近年来，数字信号技术在我国也得到迅速发展，不论是在科学技术研究，还是在开发等发面，其应用越来越广泛，并取得了丰硕的成果。

本文主要介绍如何用窗函数法和雷米兹交换法设计FIR滤波器的的具体步骤与方法，以及相关数字信号处理的一些具体算法，并在MATLAB环境下进行仿真。

根据仿真运行的结果来说明各项运行指标均达到设计要求。

分析和比较两种设计方法性，以及它们分别所适用的范围，通过设计表达这两种方法的运算简单、精度高、设计过程简单易行，适合于工程设计。

关键词：FIR数字滤波器线性相位MATLAB仿真窗函数雷米兹法AbstractThe 21st century is the era of digital, looking back at the development trend of contemporary communications, has become the main changes leading communications trend. This is the communication in the digital wave of context, the application of computer technology and the development of information technology results. Digital signal filter in a variety of digital signal processing plays an important role, digital signal design digital signal processing has been an important research topic in the field. In recent years, Digital Signal Technology in China has been developing rapidly, both in scientific and technological research and development is failing in its application more and more widely, and achieved fruitful results.Therefore, this artcle introduced the FIR filter may realize the strict linear phase under the window function and Remez function, designs gronp of filters coefficients ,vses least squares method to optimize these coefficients .in the foundation which smallest two rides to unify the Lagrange law first to restrain the belt is smallest two rides transfers asks the condition extreme value ,introduces Lagrange to leave the Lagrange function while the structure ,then carries on the solution Finally the full use data analysis carries on the simulation realization under the MATLAB environment .Thas may know,restraint least squares method designs the filter has the algorithm simply.Key words:FIR Digital Filter Minimum MATLAB simulation Linear phase Window function Remez function目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)绪论 (1)1数字滤波器的简介 (2)1.1数字滤波器的介绍 (2)1.2数字滤波器的原理 (2)1.3数字滤波器的设计 (4)1.3.1 数字滤波器的设计过程 (4)1.3.2 数字滤波器的设计方法 (5)2 FIR数字滤波器的基本结构 (6)2.1 FIR滤波器的基本结构 (6)2.2 最大误差最小化准则 (9)3 线性相位的FIR数字滤波器 (12)3.1线性相位的概念 (12)3.2线性相位滤波器 (13)3.3线性相位FIR数字滤波器的设计方法 ................................................................ . (15)3.3.1 雷米兹交换法设计FIR数字滤波器 (15)3.3.2 FIR数字滤波器的线性规划设计 (18)4线性相位FIR滤波器的仿真设计 (20)4.1信号处理工具箱中的最优设计函数 (20)4.2MATLAB设计FIR数字滤波器的方法 (21)4.3 线性相位FIR滤波器的仿真设计 (22)4.4 线性相位FIR滤波器的窗函数法的仿真设计 (23)4.5 线性相位FIR滤波器的雷米兹交换法的仿真设计 (25)4.6 结果分析 (28)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)绪论随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理己成为当今一门极其重要的学科和技术领域，数字信号处理在通信、雷达、军事、航空航天、语音、图像、自动控制、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。

摘要随着电子信息的发展，滤波器作为信号处理的不可缺少的部分，也得到了迅速的发展。

LC滤波器作为滤波器的一个重要组成部分，它的应用相当的广泛。

因此对于它的设计也受到人们的广泛关注。

如何设计利用简单的方法设计出高性能的LC滤波器是人们一直研究的课题。

本文从滤波器的基本概念着手，层层深入的介绍了LC带通滤波器的设计过程，按照滤波器的经典设计方法，运用前人得出的一些数据手册，通过对实例的研究，简单的设计出了LC 带通滤波器。

然后把设计出的电路在Multisim8.3.30软件上进行仿真，最后把得出的结果与通过用matlab 7.1中信号处理工具箱里专用的滤波器设计分析工具fdatool设计出的滤波器进行对比，得出方法的有效性。

关键词：LC带通滤波器设计Multisim8 fdatool 仿真ABSTRACTWith the development of electronic information, signal processing filter as an indispensable part, has been rapid development. LC filter filter as an important part of its application of a broad. Therefore it is designed also to be people's attention. How to design a simple way to design high-performance LC filter people had been studying the subject.From the basic concept of filter start layers of depth on the LC filter with the design process, in accordance with the filter of classical design methods, the use of their predecessors that some data sheet, through the example of the study, the simple Designed to bring the LC filter. And then design a circuit in Multisim8.3.30 software simulation, the results of the final and by using matlab 7.1 signal processing in the toolbox for the filter design analysis tool designed to filter fdatool compared draw The effectiveness of the method.Keywords: LC band-pass filter design Multisim8 fdatool Simulation目录第一章绪论 (1)1.1滤波器简介 (1)1.1.1滤波器的概念 (1)1.1.2滤波器的种类 (2)1.2L C滤波器概述 (4)1.2.1L C滤波器的两种类型 (4)1.3国内外滤波器的发展和研究现状 (5)1.3.1滤波器的发展状况 (5)1.3.2国内外投入滤波器产业概况 (6)1.3.3滤波器的前景 (7)1.3.4几种新型滤波器介绍 (8)1.4研究工作概要和内容安排 (9)1.4.1研究工作概要 (9)1.4.2论文章节安排 (9)第二章滤波器的特性 (11)2.1理想滤波器的特性 (11)2.2实际滤波器的特性 (14)2.2.1巴特沃斯特性 (15)2.2.2切比雪夫特性 (16)2.2.3贝塞尔特性 (16)2.2.4椭圆特性 (17)第三章L C带通滤波器的设计 (19)3.1归一化切比雪夫低通滤波器 (19)3.1.1切比雪夫滤波器 (19)3.1.2阶数的决定 (20)3.1.3归一化切比雪夫低通滤器 (21)3.2由低通到带通的变换 (23)3.2.1理论分析 (24)3.2.2实际应用 (28)3.3实例研究 (30)第四章滤波器的仿真 (35)4.1f d a t o o l工具的介绍和应用 (35)4.2M u l t i s i m8的介绍及应用 (37)4.2.1电路的创建 (38)4.2.2仿真 (39)结束语 (43)致谢 (45)参考文献 (47)第一章绪论当今的社会是一个信息化社会，信号的处理是人们不可避免的问题，因此滤波器作为信号处理的装置得到广泛的应用。