高选择性混合耦合滤波器的设计研究开题报告

 2021-08-08 21:06:19

1. 研究目的与意义

滤波器是一种能从含有很宽频率成分的信号中选出所需要的成分并将不需要的成分衰减掉的电路,可利用它来分开或组合不同的频率,如在放大器混频器以及多路通信电路中等。本文的中心目标是进行仿真研究,结合自己所掌握的知识,对比国内国外相关研究研究混合耦合技术对于设计小型化高选择性滤波器的应用价值。微波滤波器是现代通信系统中重要的无源器件,现己广泛应用于微波中继通信系统、微波卫星通信系统、电子对抗系统等商业和军事领域。混合耦合拓宽了广义切比雪夫滤波器的耦合路径,选择恰当的混合耦合结构可使滤波器带外产生更多的传输零点,从而使滤波器具有更高的频率选择性。

2. 国内外研究现状分析

自电信发展的早期,滤波器在电路中就扮演者重要的角色,并伴随着通信技术的发展而取得不断地进步,1910年,一种新颖的多路通信系统即载波电话系统的出现,是的电路领域引发了一场彻底的技术革命,开创了电信的新纪元。新的通信系统要求发展一种能在特定的频带内提取和检出信号的新技术,二这些技术的发展更进一步加速了滤波器技术的研究和发展。

1917年美国和德国科学家分别发明了lc滤波器,1918年美国第一个多路复用系统出现。20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展,滤波器发展上了一个新台阶,并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力,其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。导致rc有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展,到70年代后期,上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代,致力于各类新型滤波器的研究,努力提高性能并逐渐扩大应用范围。90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然,对滤波器本身的研究仍在不断进行。 1965年单片集成运算放大器问世后,为有源滤波器开辟了广阔的前景。70年代初期,有源滤波器发展引人注目,1978年单片rc有源滤波器问世,为滤波器集成迈进了可喜的一步。由于运放的增益和相移均为频

率的函数,这就限制了rc有源滤波器的频率范围,一般工作频率为20khz左右,经过补偿后,工作频率也限制在100khz以内。1974年产生了更高频的rc有源滤波器,使工作频率可达gb/4(gb为运放增益与带宽之积)。由于r的存在,给集成工艺造成困难,于是又出现了有源c滤波器:就是滤波器由c和运放组成。这样容易集成,更重要的是提高了滤波器的精度,因为有源c滤波器的性能只取决于电容之比,与电容绝对值无关。但它有一个主要问题:由于各支路元件均为电容,所以运放没有直流反馈通道,使稳定性成为难题。1982年由geiger、allen和ngo提出用连续的开关电阻(sr)去替代有源rc滤波器中的电阻r,就构成了src滤波器,它仍属于模拟滤波器。

我国广泛使用滤波器是50年代后期的事,当时主要用于话路滤波和报路滤波。经过半个世纪的发展,我国滤波器在研制、生产和应用等方面已纳入国际发展步伐,但由于缺少专门研制机构,集成工艺和材料工业跟不上来,使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展有一段距离。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

基于以上对滤波器的发展现状及其前景的分析,进行了深入的研究,系统的分析了耦合滤波器理论背景和设计原理。进行仿真研究,结合自己所掌握的知识,对比国内国外相关研究研究混合耦合技术对于设计小型化高选择性滤波器的应用价值。

研究计划:

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4. 研究创新点

使用HFSS进行仿真研究设计一个高选择性混合耦合滤波器,结合自己所掌握的知识,对比国内国外相关研究研究混合耦合技术对于设计小型化高选择性滤波器的应用价值。

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