【摘要】：隨著近年來無線電的發(fā)展,頻譜資源十分稀缺,射頻模塊越來越需要有在不同頻段中運(yùn)行的能力。在實(shí)現(xiàn)不同頻段信號(hào)共存的同時(shí),保持甚至減小通信系統(tǒng)最終的尺寸是非常重要且具有挑戰(zhàn)性的。而濾波器作為系統(tǒng)中必不可少的無源模塊,實(shí)現(xiàn)其小型化和可重構(gòu)是未來發(fā)展的趨勢(shì)。本文首先研究了濾波器電路綜合的一般過程,然后討論了耦合矩陣綜合過程并且對(duì)傳輸零點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析�；诠潭V波器的理論研究,本文介紹了一種適合射頻/微波帶通濾波器的設(shè)計(jì)方法,并設(shè)計(jì)了一款七階金屬波導(dǎo)濾波器。SIW與金屬波導(dǎo)的傳播特性和諧振耦合都非常相似,本文參考金屬波導(dǎo)濾波器的設(shè)計(jì)方法,研究SIW濾波器的設(shè)計(jì)過程,并設(shè)計(jì)了4款同一指標(biāo)的四階SIW濾波器。對(duì)于可重構(gòu)濾波器來說,不管是在理論研究方面還是設(shè)計(jì)方法方面,成果都相當(dāng)匱乏。本文會(huì)在固定濾波器設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上,研究其中心頻率可調(diào)、帶寬可調(diào)、零點(diǎn)可調(diào)的設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)的波導(dǎo)技術(shù)不容易實(shí)現(xiàn)可重構(gòu),而SIW器件作為平面結(jié)構(gòu),在繼承金屬波導(dǎo)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也易實(shí)現(xiàn)可重構(gòu),所以本文討論了SIW結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)技術(shù)。鑒于SIW結(jié)構(gòu)相比其他平面結(jié)構(gòu)尺寸還是較大,本文同時(shí)對(duì)SIW結(jié)構(gòu)的小型化技術(shù)進(jìn)行了研究,并運(yùn)用于后文的可重構(gòu)濾波器中。按照濾波器的理論研究和可重構(gòu)方法設(shè)計(jì)出兩款符合小型化要求的可重構(gòu)濾波器,這兩款濾波器都實(shí)現(xiàn)了頻率帶寬的全可重構(gòu)。一款為可重構(gòu)QMSIW濾波器,頻率可調(diào)范圍是0.78GHz-1.17GHz,每個(gè)頻點(diǎn)的帶寬都可重構(gòu);運(yùn)用了四分之一模SIW結(jié)構(gòu),尺寸相對(duì)于全模SIW結(jié)構(gòu)減少了75%,同時(shí)也運(yùn)用了一種新型的SIW加載調(diào)諧器件的方法。另一款是可重構(gòu)RHMSIW濾波器,頻率可調(diào)范圍是1.11GHz-1.55GHz,每個(gè)頻點(diǎn)的帶寬都可重構(gòu);運(yùn)用了脊型半模SIW結(jié)構(gòu),尺寸減少了84%;并且可以級(jí)聯(lián)可調(diào)低通濾波器,對(duì)帶外性能進(jìn)行改善。
【圖文】：

圖 2.1 全極點(diǎn)低通原型濾波器電路（a）并聯(lián)輸入結(jié)構(gòu)（b）串聯(lián)輸入結(jié)構(gòu)而包含有限零點(diǎn)的濾波器電路需要在原型網(wǎng)絡(luò)中引入諧振電路，按諧振結(jié)構(gòu)類型分為兩類：并聯(lián)結(jié)構(gòu)、串聯(lián)結(jié)構(gòu)，，分別如圖 2.2（a）（b）所示。圖 2.1 和圖 2.2 中的“g 參數(shù)”則根據(jù)特征多項(xiàng)式來確定。參考文獻(xiàn)[56]（包含最大平坦和切比雪夫?yàn)V波器）列出了詳盡的公式，最終確定 gk。圖 2.2 有限傳輸零點(diǎn)的低通原型濾波器電路（a）并聯(lián)結(jié)構(gòu)（b）串聯(lián)結(jié)構(gòu)接下來的設(shè)計(jì)過程，在原型電路的基礎(chǔ)上，通過頻率、帶寬、阻抗變化推導(dǎo)到實(shí)際的濾波器電路中，確定最終電路圖和元件值，這就是電路綜合的一般過程。例如，設(shè)計(jì)帶通濾波器時(shí)，不能直接使用低通原型電路，需要對(duì)其進(jìn)行低通-帶通變換，其變換過程如圖 2.3 所示。

圖 2.1 全極點(diǎn)低通原型濾波器電路（a）并聯(lián)輸入結(jié)構(gòu)（b）串聯(lián)輸入結(jié)構(gòu)而包含有限零點(diǎn)的濾波器電路需要在原型網(wǎng)絡(luò)中引入諧振電路，按諧振結(jié)構(gòu)類型分為兩類：并聯(lián)結(jié)構(gòu)、串聯(lián)結(jié)構(gòu)，分別如圖 2.2（a）（b）所示。圖 2.1 和圖 2.2 中的“g 參數(shù)”則根據(jù)特征多項(xiàng)式來確定。參考文獻(xiàn)[56]（包含最大平坦和切比雪夫?yàn)V波器）列出了詳盡的公式，最終確定 gk。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN713

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