本文關(guān)鍵詞：3cm集成波導(dǎo)切比雪夫帶通濾波器的設(shè)計

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【摘要】：濾波器就是對某一頻率分量通過,衰減通帶外分量的一種選頻裝置。在現(xiàn)目前的手持設(shè)備基站、無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中,濾波器應(yīng)用極其廣泛,它是組成系統(tǒng)必不可少的組件。濾波器的設(shè)計是微波技術(shù)學(xué)科的重要領(lǐng)域之一,它可以用來濾除系統(tǒng)中我們不需要的雜波,如影響系統(tǒng)的毛刺信號。隨著衛(wèi)星通信、手持無線設(shè)備通信的蓬勃發(fā)展,人們對工作在微波、毫米波頻段的濾波器的指標要求越來越高,比如頻率選擇性高、寬帶化以及小型化等。傳統(tǒng)的濾波器有波導(dǎo)型和微帶型,然而這兩者有著高功率、低損耗和易于集成的矛盾,每一種只能滿足其中的一個或兩個優(yōu)勢,因此集優(yōu)點于一體成為目前濾波器研究的熱點�；刹▽�(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide,SIW)是20世紀90年代初期由日本學(xué)者提出,并在隨后幾年成為研究熱點,受到人們的關(guān)注。它是近幾年的一種新型傳輸線結(jié)構(gòu),它具有功率容量大、損耗小、易于集成、容易加工、成本低廉等優(yōu)點,它兼顧了微帶傳輸線和傳統(tǒng)金屬波導(dǎo)的優(yōu)點,有 微帶的體積,波導(dǎo)的性能‖之稱,它可以用其實現(xiàn)傳統(tǒng)腔體濾波器結(jié)構(gòu),加上最近幾年微波、毫米波系統(tǒng)及其器件的快速發(fā)展,SIW結(jié)構(gòu)濾波器由于其獨特的優(yōu)勢得到了人們的關(guān)注。本論文首先研究了SIW結(jié)構(gòu)的傳輸性能,利用電磁仿真軟件得到了SIW的結(jié)構(gòu)尺寸變化對端口參數(shù)的影響的規(guī)律,由于SIW與矩形波導(dǎo)的相似性,再把矩形諧振腔的理論運用在SIW中,設(shè)計出了SIW諧振腔,并與微帶諧振器相比較,驗證了SIW諧振腔的高Q值特性,然后把傳統(tǒng)的腔體濾波器設(shè)計方法用于SIW結(jié)構(gòu),并研究腔體之間的耦合特性,設(shè)計出了性能優(yōu)良的帶通濾波器。在設(shè)計濾波器的開始,為了使器件盡量小,運用了腔體疊層結(jié)構(gòu)。在濾波器的輸入輸出端口處,考慮到系統(tǒng)集成和實際測試的需要,分析并設(shè)計了SIW傳輸線-微帶線轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。最后,設(shè)計出的X波段疊層結(jié)構(gòu)帶通濾波器達到了所需的指標:中心頻率在10GHz,1dB帶寬約0.77GHz,通帶的最大回波損耗是22dB,通帶插入損耗低于0.7dB,通帶的矩形系數(shù)約2.15,帶外抑制≥30dB時在中心頻率±0.7GHz處,并且整個器件的尺寸只有40.8mm*16.4mm*4.3mm,選擇AutoCAD軟件完成濾波器圖紙的設(shè)計并加工器件,完成了器件的組裝、測試與調(diào)試。在允許的誤差范圍內(nèi),實際器件測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合。至此,完成了具有功率容量大、損耗小、體積小、易于集成且成本低廉的X波段帶通濾波器的研制。
【關(guān)鍵詞】：基片集成波導(dǎo)(SIW) 諧振腔 濾波器
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN713.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 微波濾波器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2 微波濾波器的研究意義12-14
• 1.3 本論文主要工作和創(chuàng)新14-16
• 第二章 基片集成波導(dǎo)器件原理16-33
• 2.1 基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)與傳輸特性16-18
• 2.2 X波段基片集成波導(dǎo)的設(shè)計18-21
• 2.3 基片集成波導(dǎo)與微帶傳輸線的匹配21-28
• 2.3.1 微帶線理論21-25
• 2.3.2 SIW與微帶線匹配設(shè)計25-28
• 2.4 基片集成波導(dǎo)的功率分析28-33
• 第三章 X波段基片集成波導(dǎo)濾波器設(shè)計33-68
• 3.1 濾波器基本理論33-42
• 3.1.1 微波濾波器指標33
• 3.1.2 微波濾波器的主要分類33-35
• 3.1.3 歸一化低通原型濾波器35-40
• 3.1.4 低通原型濾波器的頻率變換40-42
• 3.2 耦合理論42-51
• 3.2.1 耦合基本概念42-45
• 3.2.2 耦合系數(shù)的屬性45-48
• 3.2.3 一般耦合與交叉耦合48-51
• 3.3 外界品質(zhì)因素51-52
• 3.4 X波段濾波器的建模設(shè)計52-64
• 3.4.1 腔體的諧振頻率——SIW諧振腔設(shè)計53-56
• 3.4.2 耦合系數(shù)計算與建模仿真56-59
• 3.4.3 計算和仿真外界品質(zhì)因素59-61
• 3.4.4 濾波器外電路匹配設(shè)計——濾波器最終模型61-64
• 3.5 SIW濾波器的功率分析64-68
• 第四章 SIW濾波器的加工、組裝和測試68-74
• 4.1 濾波器的加工和組裝68-70
• 4.2 濾波器的測試70-74
• 第五章 結(jié)論74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果78-79

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