發(fā)布時間：2020-06-12 19:14

【摘要】：隨著無線通信技術的迅猛發(fā)展,人們對于電子器件及系統(tǒng)的小型化和高可靠性的需求日益增長,低溫陶瓷共燒(LTCC)技術得到了廣泛應用。本文主要關注的是一類典型的LTCC無源器件——LTCC通孔疊層式脊波導帶通濾波器,它具有損耗低、結構緊湊、帶寬寬等優(yōu)點,但由于該結構的電磁特性與尺寸參數(shù)之間缺乏準確的解析關系式,其分析和設計工作目前主要依賴數(shù)值仿真,效率比較低下,為此本文就此類濾波器的快速分析和設計工具開展了研究,具體內(nèi)容如下:1)對濾波器的組成部分——LTCC通孔疊層式脊波導和LTCC通孔疊層式脊波導耦合段電磁特性參數(shù)的提取方法進行研究。對于脊波導,主要研究其傳輸線特征參數(shù),以及作為半波長諧振器時的諧振特性參數(shù)的提取方法;對于脊波導耦合段,主要研究其等效電路參數(shù),以及作為倒相器時的倒相參數(shù)和附加相移參數(shù)的提取方法。這些參數(shù)提取方法被用于后續(xù)濾波器快速分析和設計工具所需數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建上。2)提出一種針對LTCC通孔疊層式脊波導帶通濾波器的快速分析算法,算法執(zhí)行過程中所需的脊波導段和耦合段轉移矩陣分別根據(jù)傳輸線特性參數(shù)和等效電路參數(shù)直接解析計算得到,而這些特性參數(shù)則是從事先建好的數(shù)據(jù)庫中插值讀取,從而保證了算法執(zhí)行的高效性。所提快速分析算法的準確性和高效性根據(jù)一個窄帶和一個寬帶帶通濾波器的分析實例得到驗證。3)開發(fā)出一款針對LTCC通孔疊層式脊波導帶通濾波器的快速設計工具,該工具包括初始設計和優(yōu)化設計兩個模塊,初始設計以網(wǎng)絡綜合法為基礎,所需脊波導段的半波長諧振特性參數(shù)以及耦合段的倒相參數(shù)和附加相移參數(shù)均從事先建好的數(shù)據(jù)庫中插值讀取,然后以這些初始設計作為初代種群,利用遺傳算法并結合前述快速分析算法對濾波器設計進行多輪迭代,最終得到濾波器的優(yōu)化設計。所開發(fā)的快速設計工具的有效性根據(jù)一個五階帶通濾波器的設計實例得到驗證。
【圖文】：

在文獻［３７］中，Ｑｉａｎｇ邋Ｚｈａｎｇ和Ｊｉａｎｍｉｎｇ邋Ｚｈｏｕ等人設計了一款中心頻率位于逡逑１６ＧＨｚ處，約１ＧＨｚ帶寬，回波損耗在２０ｄＢ以下的窄帶波導濾波器，圖１－３為該逡逑濾波器的實驗結果，圖中藍色實線表示模式匹配結果，紅色虛線表示全波仿真結果逡逑（波導側壁設置為實際的通孔壁）。同樣地，比較圖中曲線可以得出，模式匹配法逡逑３逡逑

雖然模式匹配法的計算效率非常高，，但它在分析濾波器時體現(xiàn)不理想。即使模式匹配法將許多高次模的影響因素也考慮在內(nèi)，其計波仿真法或實物測試的結果相差較大。這是因為模式匹配法將通孔疊似視作全實心壁的傳統(tǒng)金屬波導，而從嚴格意義上說，傳統(tǒng)金屬脊波疊層式脊波導的本征模是有區(qū)別的，模式匹配法對前者的本征模計確，但對后者本征模的計算只能說是近似結果。另外，ＬＴＣＣ通孔疊上是一維周期結構，濾波器中每一段ＬＴＣＣ脊波導的周期數(shù)目必須到ＬＴＣＣ脊波導的長度必須是連續(xù)可調的，因此在濾波器設計過程脊波導的長度調節(jié)勢必引起其周期的改變，進而引起本征模的變在一個固定的濾波器中，不同脊波導段的長度以及周期一般也互不脊波導段的本征模特性也會存在差異。遺憾的是，模式匹配法由于采波導近似而無法辨別ＬＴＣＣ脊波導因長度變化引起的周期變化或差
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN713

【參考文獻】

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1 逯貴禎;周灝;林金才;毛志O;;散射參數(shù)反演材料電磁參數(shù)的新方法[J];電波科學學報;2009年02期

本文編號：2709978