基于新型CRLH傳輸線的帶通濾波器設(shè)計(jì)與研究的開題報(bào)告

基于新型CRLH傳輸線的帶通濾波器設(shè)計(jì)與研究的開題報(bào)告一、課題背景及研究意義隨著通信技術(shù)和無線通信的不斷發(fā)展，濾波器在無線通信領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。目前，帶通濾波器是在通信系統(tǒng)中廣泛使用的一種濾波器類型。然而，傳統(tǒng)的帶通濾波器設(shè)計(jì)都傾向于使用傳輸線電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于傳輸線電路，在特定頻率范圍內(nèi)，其參數(shù)（電感、電容、電阻）是有限制的，因此傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用范圍受到了一定的限制。在此情況下，新型CRLH傳輸線的出現(xiàn)極大地拓展了帶通濾波器設(shè)計(jì)的適用范圍。CRLH傳輸線(Coupled-ResonatorLeft-HandedTransmissionLine)使用了電容和電感作為傳播參數(shù)，與傳統(tǒng)傳輸線不同。這種傳輸線的特點(diǎn)在于其能夠?qū)崿F(xiàn)零相移，因此具有較好的相位特性。此外，CRLH傳輸線還能夠在低頻范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)負(fù)折射，這也是傳統(tǒng)傳輸線所不具備的特性。這些特點(diǎn)使CRLH傳輸線成為一種應(yīng)用十分廣泛的傳輸線電路類型。因此，基于新型CRLH傳輸線的帶通濾波器設(shè)計(jì)研究具有一定的研究意義。通過設(shè)計(jì)出濾波器并對其進(jìn)行分析，可以更好地認(rèn)識CRLH傳輸線的理論特性，同時(shí)還可以為無線通信系統(tǒng)中的濾波器設(shè)計(jì)提供新的思路和方法。二、研究內(nèi)容及思路1.CRLH傳輸線的理論分析：首先要對CRLH傳輸線的結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行分析，包括傳輸線的折射率和特征阻抗等參數(shù)。分析這些參數(shù)可以為接下來的濾波器設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。2.基于CRLH傳輸線的帶通濾波器設(shè)計(jì)：在對CRLH傳輸線的理論分析基礎(chǔ)上，將結(jié)合模擬設(shè)計(jì)和仿真來設(shè)計(jì)帶通濾波器。濾波器屬于無源電路，設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于需要讓濾波器實(shí)現(xiàn)所需要的窄帶通濾波特性。3.硬件實(shí)現(xiàn)與測試：通過電路設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行仿真，判斷設(shè)計(jì)出的濾波器是否符合要求。如果符合要求，則需要進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)，并對其進(jìn)行測試。測試結(jié)果將進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性和可行性。三、預(yù)期成果1.對新型CRLH傳輸線的理論特性進(jìn)行了深入的研究，包括傳輸線的特征阻抗和線路內(nèi)部的電學(xué)參數(shù)。2.基于新型CRLH傳輸線設(shè)計(jì)的帶通濾波器的仿真和硬件實(shí)現(xiàn)，以及測試結(jié)果的分析和總結(jié)。3.一篇符合學(xué)術(shù)規(guī)范的科學(xué)研究論文，等價(jià)于一項(xiàng)學(xué)術(shù)研究成果，并能夠上報(bào)學(xué)術(shù)期刊。四、研究難點(diǎn)CRLH傳輸線的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)有一定的難度。由于傳輸線的特殊結(jié)構(gòu)和參數(shù)，需要對傳輸線的理論特性有深入的研究。此外，設(shè)計(jì)出符合要求的帶通濾波器需要具備一定的電路設(shè)計(jì)技能和仿真技能，而硬件實(shí)現(xiàn)的過程也要考慮并解決一些實(shí)際的問題。五、時(shí)間安排本項(xiàng)目的研究時(shí)間為一年，具體時(shí)間安排如下：第1-2個(gè)月：對傳輸線的理論和特性進(jìn)行深入研究和分析。第3-4個(gè)月：對帶通濾波器進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化。第5-6個(gè)月：仿真設(shè)計(jì)，建立電路模型并進(jìn)行仿真，以驗(yàn)證濾波器的設(shè)計(jì)的正確性和可行性。第7-10個(gè)月：硬件實(shí)現(xiàn)，將設(shè)計(jì)好的濾波器電路進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)并進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)。第11個(gè)月：測量與測試。對設(shè)計(jì)好的濾波器進(jìn)行實(shí)測，以驗(yàn)證其與設(shè)計(jì)目標(biāo)的符合程度。第12個(gè)月：論文寫作和整理，并整理出本項(xiàng)目的研究報(bào)告。六、參考文獻(xiàn)1.HuangJX,GuoYJ.DesignofnovelCRLHbandpassfilterwithsharproll-offandadjustablecentralfrequency.ProgressinElectromagneticsResearch2009;89(4):147-156.2.LiY,LiY,DongP.ConfigurationoptimizationoftunableCRLHmetamaterial-basedfilter.JournalofElectromagneticWavesandApplications2016;30(6):699-709.3.MykoniatisM,PapapolymerouJ,RobertsC.BandpassπnetworkCRLHmetamaterialfilters.IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques2007;55(9):1953-1961.4.ChenZN,ZhangWH,WuZH,etal.Highselectivitydual-modebandpassfiltersusingCRLHtransmissionlineswithextendedcouplingscheme.IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques2011;59(8):2029-2039.5.AlexopoulosN,ParkCH,Lee