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微波有源和无源器件发展至今,不管是在军用还是民用领域,关于其小型化设计方法的研究都贯穿始终。而器件小型化设计的迅速发展也大大促进了无线通信系统的小型化、便携式发展。对于射频前端器件而言,由于其工作原理等一系列原因,小型化设计相对有源电路而言相对困难,而多功能器件如滤波功分器、滤波天线等设计理念为微波器件小型化发展提供了新思路。通过将多种微波器件如滤波器、功分器、天线的进行集成化一体式设计,可以有效减小器件尺寸,同时使得一种器件同时具备了多种不同的功能,一定程度上提高器件的性能。目前来说,滤波天线已经发展形成了比较多种有效的设计理念。本文在基于滤波器综合以及基于寄生枝节加载的滤波天线设计方法都做了相应的研究和拓展,在滤波天线的宽带化、小型化设计上做出了一定的贡献。本文的主要工作内容以及相应创新贡献包括如下三部分: 首先,本文针对已有的滤波天线综合方法作出了相应的改进和提高,提出了一种宽带滤波天线综合方法,通过增加带内匹配频点的方式,将原有的滤波天线综合方法中的单点匹配拓展到了双频点匹配,从而提高了滤波天线的匹配带宽,将该种滤波天线的匹配带宽从12%拓展到了27%,同时保证了滤波天线的辐射特性和良好的滤波特性。 其次,将四分之一波长谐振器引入到滤波天线的设计当中,提出了基于四分之一波长谐振器的滤波天线的综合设计方法。通过四分之一波长谐振器对半波长谐振器的替代,整个滤波天线的尺寸缩减了近一半,同时还能够进一步提高天线的带外抑制特性。此后又将此种单天线设计方法拓展到了滤波功分电路和滤波功分阵列的设计中,得到了四元等幅度不等相位馈电以及八元的同相馈电滤波天线阵列,实现了较宽的匹配带宽以及优秀的滤波特性。 最后,基于微带电路设计中常用的寄生枝节加载技术,设计了一款零点可调的宽带圆极化滤波天线。通过非对称耦合馈电结构以及寄生枝节的引入,在天线通带两侧引入额外的辐射零点,同时在通带内引入了新的谐振模式,在保证天线宽带特性的同时,大幅度提高了天线的通带边缘陡峭性以及带外抑制特性。