【摘要】：隨著移動通訊技術(shù)的快速發(fā)展,微波系統(tǒng)對于濾波器的要求也越來越高。普通濾波器一般采用具有一定電阻率的銀、銅等金屬制作而成,因此具有品質(zhì)因數(shù)低,帶內(nèi)損耗大等劣勢,其性能越來越難以滿足使用需求。而高溫超導(dǎo)濾波器由微波電阻極低的超導(dǎo)薄膜制成,具有插入損耗低、頻率選擇性高等優(yōu)勢,受到了人們的廣泛關(guān)注。本文主要是針對應(yīng)用于雷達接收機的特高頻頻段(Ultra High Frequency,UHF)超導(dǎo)濾波器及其系統(tǒng)進行設(shè)計研究,該頻段位于微波頻段的低頻區(qū),電視、廣播等信號都集中在該頻段,電磁環(huán)境非常惡劣,因此開展相關(guān)的研究是很有意義和必要的。本文完成的具體內(nèi)容和研究成果如下:(1)詳細闡述了耦合濾波器的基本理論和廣義切比雪夫型濾波器耦合矩陣的綜合方法,根據(jù)上述理論和方法總結(jié)了三種超導(dǎo)濾波器的設(shè)計方法。(2)提出了一種適用于弱耦合的交叉指型的諧振器,該諧振器不僅結(jié)構(gòu)緊湊,還可以有效推高寄生通帶。利用該諧振器成功在2英寸超導(dǎo)薄膜上研制出了一款應(yīng)用于UHF頻段雷達接收機前端的15階窄帶超導(dǎo)濾波器,并進行了測試。測試結(jié)果表明,該濾波器具有優(yōu)異的頻率選擇性,帶邊陡度約為85 dB/MHz,寬頻域的帶外抑制超過了 85 dB且寄生通帶被推高至3.3倍基頻處。(3)采用一種適合強耦合的新型諧振器和一種新穎的交叉耦合結(jié)構(gòu)成功的在2英寸超導(dǎo)薄膜上研制出了一款應(yīng)用于UHF頻段雷達接收機的寬帶超導(dǎo)濾波器,并進行了測試。測試結(jié)果表明,該濾波器相對帶寬高達22.83%,且同時具有高矩形系數(shù)和平坦的群時延波動,矩形系數(shù)(BW40dB/BW1dB)為1.246,通帶內(nèi)群時延波動小于35 ns。(4)提出了一種適用于相控陣?yán)走_的新型超導(dǎo)濾波器集成方案,并根據(jù)相控陣?yán)走_的結(jié)構(gòu),對集成系統(tǒng)進行了計算和設(shè)計。該系統(tǒng)可以有效減小微波接收機中超導(dǎo)濾波器系統(tǒng)的體積和重量,具有易維護,穩(wěn)定性高,易集成等優(yōu)點。(5)基于新型的超導(dǎo)濾波器集成系統(tǒng),采用多種諧振器和交叉耦合結(jié)構(gòu),完成了應(yīng)用于相控陣?yán)走_接收機的寬帶預(yù)選濾波器和窄帶濾波器組的設(shè)計,設(shè)計結(jié)果均優(yōu)于系統(tǒng)要求。
【圖文】：

逡逑濾波器的實物圖和頻率響應(yīng)測試曲線如圖１．２所示。此外日本的Ｈａｔｔｏｒｉ等人［２９］，逡逑中國的Ｌｉｕ等人【３（＞】和Ｚｈａｎｇ等人【３１］都曾成功研制出應(yīng)用于移動通訊的２０階以上逡逑的超導(dǎo)濾波器。逡逑Ｈ翻丨１逡逑１９００邐１９２０邐１？０邐１９＊０逡逑Ｆｉｃｑａｅｎｃｙ邋｜ＭＨｚ］逡逑圖１．２邋Ｔｓｕｚｕｋｉ等人研制的３２階超導(dǎo)濾波器的實物圖和頻率響應(yīng)測試曲線Ｉ＃逡逑隨著濾波器設(shè)計理論的發(fā)展，除了直接提高超導(dǎo)濾波器的階數(shù)以外，還可以逡逑通過引入交叉耦合實現(xiàn)實頻率傳輸零點來提高帶邊陡度，超導(dǎo)濾波器的平面結(jié)構(gòu)逡逑也比較適合引入各種交叉耦合。對于交叉耦合研宄較早的是英國的Ｊ．邋Ｓ．ＨｏｎｇｆＭ，逡逑此后越來越多的學(xué)者采用這種方法【３３＿３７１。其中典型的代表是日本的Ｔｓｕｚｕｋｉ等人逡逑曾報道的含５對傳輸零點的２２階超導(dǎo)濾波器［２１】，其頻率響應(yīng)曲線如圖１．３所示，逡逑其帶邊陡度高達３０邋ｄＢ／１００邋ｋＨｚ，距離邊帶３５０邋ｋＨｚ處的抑制己經(jīng)超過了邋９０邋ｄＢ。逡逑根據(jù)理論計算，該濾波器的帶邊陡度甚至超過了邋５０階傳統(tǒng)切比雪夫型濾波器，逡逑是帶邊陡度最高的超導(dǎo)濾波器。中國的Ｌｉ等人【３８】報道了一款應(yīng)用于第三代無線逡逑通訊的１２階超導(dǎo)濾波器

逡逑濾波器的實物圖和頻率響應(yīng)測試曲線如圖１．２所示。此外日本的Ｈａｔｔｏｒｉ等人［２９］，逡逑中國的Ｌｉｕ等人【３（＞】和Ｚｈａｎｇ等人【３１］都曾成功研制出應(yīng)用于移動通訊的２０階以上逡逑的超導(dǎo)濾波器。逡逑Ｈ翻丨１逡逑１９００邐１９２０邐１？０邐１９＊０逡逑Ｆｉｃｑａｅｎｃｙ邋｜ＭＨｚ］逡逑圖１．２邋Ｔｓｕｚｕｋｉ等人研制的３２階超導(dǎo)濾波器的實物圖和頻率響應(yīng)測試曲線Ｉ＃逡逑隨著濾波器設(shè)計理論的發(fā)展，除了直接提高超導(dǎo)濾波器的階數(shù)以外，還可以逡逑通過引入交叉耦合實現(xiàn)實頻率傳輸零點來提高帶邊陡度，超導(dǎo)濾波器的平面結(jié)構(gòu)逡逑也比較適合引入各種交叉耦合。對于交叉耦合研宄較早的是英國的Ｊ．邋Ｓ．ＨｏｎｇｆＭ，逡逑此后越來越多的學(xué)者采用這種方法【３３＿３７１。其中典型的代表是日本的Ｔｓｕｚｕｋｉ等人逡逑曾報道的含５對傳輸零點的２２階超導(dǎo)濾波器［２１】，其頻率響應(yīng)曲線如圖１．３所示，逡逑其帶邊陡度高達３０邋ｄＢ／１００邋ｋＨｚ，距離邊帶３５０邋ｋＨｚ處的抑制己經(jīng)超過了邋９０邋ｄＢ。逡逑根據(jù)理論計算，，該濾波器的帶邊陡度甚至超過了邋５０階傳統(tǒng)切比雪夫型濾波器，逡逑是帶邊陡度最高的超導(dǎo)濾波器。中國的Ｌｉ等人【３８】報道了一款應(yīng)用于第三代無線逡逑通訊的１２階超導(dǎo)濾波器
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN713

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃波;潘強;周豐華;張康雷;李上彥;;月面巡視器UHF頻段發(fā)射機的設(shè)計[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2018年08期

2 趙國華;程明;占小斌;;一種UHF頻段衛(wèi)星鏈路的計算[J];電子技術(shù);2018年01期

3 劉澄宇;;UHF頻段電視發(fā)射天線自動除冰技術(shù)研究[J];數(shù)碼設(shè)計;2017年06期

4 陳真;;高機動航空平臺UHF衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];通信技術(shù);2019年07期

5 李杰;周喜;;粉塵對UHF頻段電磁波傳播特性的影響[J];物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);2016年04期

6 田榮倩;李浩明;劉家瑞;王曉鋒;王志宇;虞小鵬;;一種低相位噪聲的UHF頻段小數(shù)分頻頻率綜合器[J];半導(dǎo)體技術(shù);2018年01期

7 劉永霞;吳軍軍;袁楠;;一種新型UHF頻段衛(wèi)星通信天線的設(shè)計[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2019年03期

8 凌明偉;李遠東;;廣播/移動寬帶融合網(wǎng)絡(luò)的再思考[J];電視技術(shù);2015年16期

9 陸建華;張殷希;陳宏;張偉;;無錫CMMB播出頻道選擇與實踐[J];電視技術(shù);2009年08期

10 丁朝;;一種緊湊Z字型全向水平極化電子鎖天線[J];無線互聯(lián)科技;2014年04期

相關(guān)會議論文 前3條

1 曾祥來;賈鵬;肖躍;;基于集群功能的UHF頻段衛(wèi)星通信便攜站研究[A];第十三屆衛(wèi)星通信學(xué)術(shù)年會論文集[C];2017年

2 顧亞楠;陳忠貴;帥平;;基于不同鏈路結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航衛(wèi)星自主時間同步算法[A];第一屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會論文集（中）[C];2010年

3 姚雄生;朱曉維;逄型棟;梁中平;;高集成度UHF頻段RFID讀寫器射頻模塊設(shè)計[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 禹瀟;UHF頻段高溫超導(dǎo)濾波器研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

2 趙培;無線通信UHF頻段的無源互調(diào)干擾研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 侯曉林;UHF頻段與S頻段衛(wèi)星通信天線的研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

2 鄭景明;UHF頻段基于磁場耦合原理RFID讀寫器天線研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

3 左偉慶;UHF頻段超材料吸波體寬帶小型化研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

4 杜皓宇;應(yīng)用于UHF頻段的RFID近場讀寫器天線及標(biāo)簽天線的設(shè)計[D];北京郵電大學(xué);2016年

5 蔡文洋;UHF頻段窄帶微波室內(nèi)定位技術(shù)研究[D];廣州大學(xué);2017年

6 高清敏;應(yīng)用于超高頻RFID系統(tǒng)的天線設(shè)計與分析[D];西南交通大學(xué);2011年

7 馬伏寶;UHF頻段與S頻段圓極化天線的研究[D];西安電子科技大學(xué);2017年

8 段艷敏;UHF頻段RFID天線的小型化設(shè)計與分析[D];西南交通大學(xué);2010年

9 何德寬;UHF頻段高溫超導(dǎo)接收機前端子系統(tǒng)研究[D];電子科技大學(xué);2007年

本文編號：2650052