基于耦合矩陣的濾波天線研究.pdf

1、隨著通信信道的越來越擁擠，為了減少信道之間的干擾所以對系統(tǒng)的帶外抑制提出了越來越高的要求。由于系統(tǒng)中的非線性器件使得系統(tǒng)的帶外抑制變差，在部分系統(tǒng)之中即使在系統(tǒng)中部加入濾波器也難以滿足要求，因此需要在前端天線連接處加入濾波器增強帶外抑制能力。通常通信系統(tǒng)之中，天線和濾波器被當作獨立的器件單獨設計，然后簡單直接連接在一起。這樣的設計方案，容易使整體的通帶邊緣的選擇性惡化，尤其是在天線帶寬與天線帶寬相當時。因此，對于濾波天線的研究越來越受關

2、注?，F(xiàn)今大多數(shù)濾波天線設計，主要利用天線替換濾波器的最后一階諧振器，然后仿真優(yōu)化得到最終結果。這種設計方式需要耗費大量的時間在電磁仿真中，而優(yōu)化的最終結果的最優(yōu)性也缺乏理論的支持。本文利用耦合矩陣理論和濾波器診斷技術綜合設計濾波天線，有助于濾波天線的快速設計優(yōu)化，并且能夠判斷優(yōu)化結果與理想目標之間的差異程度。天線和濾波器被當作一個整體來綜合設計，整體的性能得到最優(yōu)化。同時，當確定好天線諧振器后，整個濾波天線的通帶性能可以通過調(diào)節(jié)后面級聯(lián)

3、的諧振器之間的耦合系數(shù)而改善，從而分離輻射方向特性設計和通道選擇性設計。本文基于耦合矩陣的濾波天線的濾波天線研究，主要是把耦合矩陣理論應用到濾波天線的綜合設計中，為濾波天線的設計提供理論指導。主要的研究內(nèi)容如下：
　　(1)基于耦合矩陣分析與綜合濾波器的理論，研究濾波天線和濾波器綜合的異同之處。提出類似于濾波器耦合矩陣綜合的一種級聯(lián)型濾波天線綜合方法。具體研究天線諧振特性模型，研究其物理尺寸對天線諧振器的輻射耦合強度與輻射方向性的

4、關系。
　　(2)結合耦合矩陣理論和濾波器診斷技術綜合出一款單頻帶濾波天線。研究類共振器級聯(lián)型濾波器等效電路進行耦合矩陣參數(shù)提取的方法。通過比較提取出的實際物理模型的耦合矩陣與目標耦合矩陣的差異，研究耦合強度與物理尺寸的映射關系，實踐基于耦合矩陣參數(shù)提取的濾波天線優(yōu)化方法。
　　(3)對耦合矩陣理論綜合設計濾波天線的方法進行延伸擴展，使耦合矩陣理論應用到雙頻帶濾波天線的設計中。利用常見雙模諧振器的雙頻段的響應特點，推演出適合