本文選題：基片集成波導(dǎo) + 準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器��； 參考：《電子科技大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：雙工器和雙工技術(shù)是當(dāng)代通信系統(tǒng)中不可缺少的一部分。作為使收發(fā)系統(tǒng)可以共用一副天線的重要器件,雙工器的研究具有十分重要的實際意義。雙工器由帶通濾波器和鐵氧體環(huán)行器構(gòu)成。雙工器使用的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)可以分為立體型和平面型。立體型的導(dǎo)波結(jié)構(gòu),如矩形波導(dǎo),在損耗、功率容量、Q值等方面的具有顯著優(yōu)勢,但是也有體積和集成度上的不足。平面型的導(dǎo)波結(jié)構(gòu),如微帶線,具有與波導(dǎo)相反的特性。其優(yōu)勢在于體積和易集度,不足是損耗、Q值、功率容量方面不甚理想。本文使用了一種新型的平面導(dǎo)波結(jié)構(gòu)基片集成波導(dǎo),能夠兼顧小體積與高性能,且可以使用成熟的PCB工藝和LTCC工藝加工。文章介紹了基片集成波導(dǎo)的傳播特性、Ka波段基片集成波導(dǎo)傳輸線及諧振腔的設(shè)計、基片集成波導(dǎo)的功率容量,以及基片集成波導(dǎo)與微帶線的匹配,并提出了一種新的圓弧倒角匹配方式。雙工器中的濾波器,常用的有切比雪夫型濾波器和橢圓函數(shù)型濾波器。其中切比雪夫型濾波器結(jié)構(gòu)簡單,易于實現(xiàn),但是帶外抑制度不是特別理想。準(zhǔn)橢圓函數(shù)型濾波器在階數(shù)相同的情況下有更好的帶外抑制度,但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不易于工程上實現(xiàn)。本文通過使用一種準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器,不僅在帶外得到了令人滿意的抑制,而且通過使用交叉耦合結(jié)構(gòu),使濾波器的結(jié)構(gòu)易于工程實現(xiàn)。設(shè)計得到濾波器尺寸為7 mm*1.0275 mm*16.55 mm,中心頻率位于36.99 GHz,帶寬為1GHz,通帶內(nèi)的插入損耗最大值為-1 dB,端口回波損耗的最大值為-23 dB,通帶外500 MHz抑制度大于-33.7 dB,濾波器矩形比為1.56。本文還設(shè)計了一個基片集成波導(dǎo)Y型鐵氧體環(huán)行器,并根據(jù)項目需求將其加上微帶匹配段,構(gòu)成了一個T型的具有50歐姆微帶線結(jié)構(gòu)的環(huán)行器。環(huán)行器的通帶為33.6~37.17 GHz,通帶內(nèi)駐波比的最大值為1.09,通帶內(nèi)插入損耗的最大值為-0.5dB,通帶內(nèi)隔離度的最小值為-25 dB。本文針對高頻微波器件難以準(zhǔn)確測試的問題,設(shè)計了一套測試精度高、可三維移動的測試夾具,然后對夾具手工調(diào)試、校準(zhǔn)。最后,用夾具測試了設(shè)計的器件,并得出了符合項目要求的結(jié)果。
[Abstract]:Duplexer and duplex technology are an indispensable part of modern communication system. As an important device for the transceiver system to share a pair of antennas, the research of duplex is of great practical significance. The duplex consists of a bandpass filter and a ferrite circulator. The guided wave structure used in the duplex can be divided into three-dimensional type and a plane type. Stereoscopic guided wave structures, such as rectangular waveguides, have significant advantages in terms of loss, power capacity and Q value, but there are also shortcomings in volume and integration. Planar guided wave structures, such as microstrip lines, have the opposite properties to waveguides. Its advantage lies in its volume and ease set degree, the deficiency is the loss Q value, the power capacity aspect is not very ideal. In this paper, a new type of planar guided wave structure substrate integrated waveguide is used, which can take account of small volume and high performance, and can be processed by mature PCB and LTCC processes. This paper introduces the propagation characteristics of the substrate integrated waveguide and the design of the Ka-band integrated waveguide transmission line and resonator, the power capacity of the substrate integrated waveguide, and the matching between the substrate integrated waveguide and the microstrip line. A new method of arc chamfering matching is proposed. The filters used in duplex are Chebyshev filter and elliptic function filter. The Chebyshev filter is simple in structure and easy to implement, but the out-of-band suppression is not particularly ideal. The quasi-elliptic function filter has better suppression degree in the case of the same order, but the structure is complex, so it is difficult to be implemented in engineering. By using a quasi-elliptic function filter, not only the out-of-band filter is satisfactorily suppressed, but also the cross-coupling structure is used to make the structure of the filter easy to be realized in engineering. The size of the filter is 7 mm*1.0275 mm*16.55 mm, the center frequency is 36.99 GHz, the bandwidth is 1 GHz, the maximum insertion loss in the passband is 1 dB, the maximum port echo loss is -23 dB, the suppression degree of 500 MHz outside the passband is greater than -33.7 dB, and the rectangular ratio of the filter is 1.56. In this paper, a substrate integrated waveguide Y-type ferrite circulator is designed, and the microstrip matching section is added to it according to the project requirements. A T-type circulator with 50 ohms microstrip line structure is constructed. The pass band of the circulator is 33.6n 37.17 GHz, the maximum value of standing wave ratio in pass band is 1.09, the maximum value of insertion loss in passband is -0.5 dB, and the minimum isolation in passband is -25 dB. Aiming at the difficulty of accurate measurement of high frequency microwave devices, this paper designs a set of test jigs with high testing accuracy and three dimensional movement, and then adjusts and calibrates the jigs manually. Finally, the designed device is tested with the fixture, and the results meet the requirements of the project.
【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】：TN631.2;TN713

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本文編號：1898076