【摘要】：濾波器是微波毫米波通信、雷達(dá)等系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一,研究和開發(fā)平面集成的小型化、高性能的微波毫米波濾波器具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文基于基片集成波導(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide, SIW)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板(PCB, Printed Circuit Board)工藝,研究設(shè)計(jì)了容性加載SIW諧振腔小型化帶通濾波器、利用非諧振節(jié)點(diǎn)(Non Resonant Node, NRN)的SIW雙模諧振腔濾波器、可控混合電磁耦合SIW不對(duì)稱響應(yīng)濾波器,并分別進(jìn)行了分析討論。論文的主要工作如下： 第一章緒論部分簡(jiǎn)要回顧了相關(guān)領(lǐng)域的研究背景,介紹了基片集成波導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展歷程和在微波毫米波頻段的研究現(xiàn)狀,闡述了本論文的主要內(nèi)容。 第二章研究了容性加載SIW諧振腔的基本特性和加載規(guī)律。在保持諧振腔主模諧振模式不變的情況下,加載SIW諧振腔的面積可以最小縮減到加載前腔體面積的百分之二十。利用雙層PCB工藝和容性加載SIW諧振腔,設(shè)計(jì)制作了小型化的二階Chebyshev帶通濾波器,測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好,并與對(duì)應(yīng)的SIW濾波器進(jìn)行了對(duì)比和分析。 第三章設(shè)計(jì)了一種新的NRN結(jié)構(gòu),并將其運(yùn)用到SIW雙模諧振腔中,使其與腔內(nèi)的諧振模式產(chǎn)生耦合,在雙模濾波器中引入了一個(gè)新的傳輸零點(diǎn),進(jìn)而使得單腔濾波器的通帶兩側(cè)各存在一個(gè)傳輸零點(diǎn),有效提高濾波器頻率選擇性,同時(shí)濾波器的面積相對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)沒有增大。此結(jié)構(gòu)具有簡(jiǎn)單易控,適用頻率范圍寬,易于平面集成等優(yōu)點(diǎn)。 第四章利用一種可控混合電磁耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了兩種具有不對(duì)稱頻率響應(yīng)的SIW濾波器,其濾波響應(yīng)可以通過調(diào)節(jié)傳輸零點(diǎn)的分布進(jìn)行控制。分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)零點(diǎn)分布的影響規(guī)律。該濾波器可以用于高性能雙工器的設(shè)計(jì)。
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圖片說明： 采用TaconicTLY-5介質(zhì)基片，其介電常數(shù)^?!* = 2. 2，損耗角正切tanS = 0. 0009,厚度為0. 508 mm,主模諧振頻率為10 GHz的SIW正方形諧振腔的面積為13. 6X13.6 mm2，仿真得到的Q值為367。2.2.2容性加載SIW諧振腔2. 2. 2. 1容性加載SIW諧振腔的結(jié)構(gòu)及等效電路圖2-4所示SIW主模諧振腔的尺寸約為0.45 X 0.45 A。2,其中2。為諧振頻率/o對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)。該尺寸在微波頻段應(yīng)用時(shí)相對(duì)偏大，可以利用加載的方法實(shí)現(xiàn)腔體尺寸的小型化。電容加載SIW諧振腔的結(jié)構(gòu)及其幾何參數(shù)如圖2-5所示，其在圖2-1所示SIW諧振腔的上下金屬層之間置入一個(gè)半徑為r2的金屬片，并通過一個(gè)半徑為n的金屬化盲孔連接至下層金屬，從而在置入的金屬片與SIW的上層金屬之間形成電容，實(shí)
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圖片說明： 容性加載SIW諧振腔的Q值將有所降低。圖2-7給出了容性加載SIW諧振腔的主模TEm的場(chǎng)分布，其與圖2-4所示具有相似的分布特征。當(dāng)主模諧振頻率設(shè)置為ho GHz，仍懫用厚度為0.508 mm的laconic TLY-5介質(zhì)基片，，與圖2-5對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2-1所示。圖2-7容性加載SIW諧振腔TEud主模場(chǎng)分布表2-1容性加載SIW諧振腔的幾何參數(shù)參數(shù) 數(shù)值(mm) 參數(shù) 數(shù)值(mm)r\ 0.2 ro 0.13W2 5.8 W3 0.6n 2 Wx %由表2-1可見，通過半徑為1*2= 2 mm的中間層金屬片加載，對(duì)于相同的主模諧振頻率,容性加載SIW諧振腔的幾何面積減小為5. 8X5. 8mm2,約為0.19 x 0.19其中如為諧振頻率/0對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)。其面積僅相當(dāng)于未加載之前腔體面積的20%,實(shí)現(xiàn)了腔體面積的有效減小。但是，置入金屬片引起的附加導(dǎo)體損耗會(huì)導(dǎo)致其Q值降低。對(duì)應(yīng)于1"；!= 2 mm的中間層金屬片加載，仿真得到的容性加載SIW諧振腔的Q值約為285。10
【學(xué)位授予單位】：信陽師范學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN713

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 湯紅軍;洪偉;;一種緊縮結(jié)構(gòu)的新型毫米波基片集成波導(dǎo)濾波器[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2006年02期

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1 王歡;可控混合電磁耦合濾波器理論與實(shí)現(xiàn)[D];華南理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2513913