緊湊型微波濾波器和天線及其基于憶阻器的特性研究.pdf

1、在無線通信系統(tǒng)迅速發(fā)展和嚴苛要求的背景下，緊湊型的寬帶或多頻帶微波濾波器和天線等無源器件成為了近十余年來電磁領域的研究熱點。本論文結合研究課題和實際工程需求，以微帶諧振器為出發(fā)點，提出了一系列結構緊湊的平面濾波器和天線，研究能夠實現優(yōu)越性能的新結構和新技術。與此同時，對憶阻器這種新型的元器件進行了理論建模研究并開展了基于憶阻器的微波器件特性研究。本論文的主要研究工作包括以下幾方面：
　　首先，將平面微帶濾波器所用的諧振器主要分為枝

2、節(jié)加載半波長開環(huán)諧振器和全波長環(huán)形諧振器，在這兩類諧振器基礎上構建了一些新型諧振器和新型耦合方式以實現研制緊湊型高性能的濾波器。在第二章中，先從枝節(jié)加載半波長開環(huán)諧振器展開深入研究，利用短路枝節(jié)加載半波長雙模諧振器的奇模諧振頻率和偶模諧振頻率工作于同一通帶內研制了雙通帶和三通帶帶通濾波器。另外，對這類諧振器進行改進，分別提出了圓環(huán)形開路枝節(jié)加載雙模諧振器、圓環(huán)形開短路枝節(jié)合用加載三模諧振器、短路枝節(jié)加載階躍阻抗諧振器、餅節(jié)截斷型半圓/四

3、分之一圓諧振器和開路枝節(jié)加載混合左右手傳輸線諧振器，并將這些新型諧振器一一應用于濾波器設計中，以實現濾波器的高性能小型化。在饋線方面，提出了混合容感性的源-負載耦合饋線方式以實現濾波器具有多個傳輸零點，提高通帶選擇性和阻帶的抑制度。
　　其次，第三章從全波長環(huán)形諧振器展開深入研究，提出了蘑菇型枝節(jié)加載環(huán)形諧振器，并用它研制了雙通帶和三通帶帶通濾波器。接著根據文獻資料中出現的三模濾波器的一些設計方法，針對三模環(huán)形諧振器提出了一種扇形

4、枝節(jié)加載的三模微帶濾波器以及另一種具有固定中心頻率的三模濾波器；后者的三模諧振器中心頻率與同半徑無加載雙模環(huán)形諧振器的中心頻率一樣，這極大地便利了三模濾波器的設計。然后又提出了一種四 T型枝節(jié)加載環(huán)形諧振器，并將它應用于超寬帶濾波器設計中。另外，還利用簡單環(huán)形諧振器和交指高阻線結構研制了具有陷波特性的超寬帶濾波器，它不用額外增加電路來獲得陷波帶，這使整個結構尺寸更加緊湊。
　　第三，將微帶四 T型枝節(jié)加載環(huán)形諧振器蝕刻成槽，對其進

5、行理論分析且在所要諧振頻率處提取該枝節(jié)加載環(huán)形諧振槽的物理參數和電參數。然后將該枝節(jié)加載環(huán)形諧振槽分別應用于三頻段天線和雙陷波超寬帶天線中，實驗測量了這兩種天線的反射系數，峰值增益，輻射效率以及在一些頻點處的輻射方向圖等指標。
　　第四，簡單介紹了憶阻器的數學模型，以及判定一個器件能稱之為憶阻器的三個特征條件，然后針對具有雙環(huán)滯回行為特性的一般憶阻器提出了電流控制型和電壓控制型的憶阻器 SPICE宏觀電路模型。此外，根據惠普實驗室