隨著多標(biāo)準(zhǔn)通信系統(tǒng)的發(fā)展,可重構(gòu)射頻濾波器受到越來越多人的研究與關(guān)注。本文基于SIW結(jié)構(gòu),從可重構(gòu)射頻濾波器理論研究到實(shí)際SIW結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,對(duì)可重構(gòu)SIW濾波器進(jìn)行了相關(guān)研究。首先,本文綜合分析了濾波器耦合矩陣,包括N+2耦合矩陣的構(gòu)造,矩陣的相似轉(zhuǎn)換和重新配置。提出了可重構(gòu)的含變量的耦合矩陣,為實(shí)際可重構(gòu)濾波器提供理論指導(dǎo)。針對(duì)SIW具有低成本,低功耗,相對(duì)較高Q值,高功率處理能力和高密度集成的優(yōu)點(diǎn),本文介紹了 SIW濾波器的饋電方式,并對(duì)可重構(gòu)SIW諧振腔中心頻率設(shè)計(jì)、可重構(gòu)帶寬設(shè)計(jì)和可重構(gòu)外部Qe值設(shè)計(jì)進(jìn)行了理論分析和具體實(shí)現(xiàn)方法的研究。基于上述設(shè)計(jì)理論和方法,本文設(shè)計(jì)了一款緊湊的雙頻帶HMSIW帶通濾波器,雙模HMSIW諧振腔通過垂直混合耦合形成了雙頻帶濾波器,大大減小了濾波器的尺寸,濾波器的兩個(gè)通帶帶寬可以獨(dú)立設(shè)計(jì),此外還引入了三個(gè)傳輸零點(diǎn),大大改善了帶外抑制,其中一個(gè)零點(diǎn)可以靈活設(shè)計(jì)在第二通帶的左邊或右邊。雙頻帶HMSIW濾波器可以擴(kuò)展到多階濾波器,仿真設(shè)計(jì)的3階HMSIW濾波器具有5個(gè)傳輸零點(diǎn),兩個(gè)通帶都具有準(zhǔn)橢圓響應(yīng)。基于QMSIW結(jié)構(gòu),本文設(shè)計(jì)了一款可重構(gòu)的雙頻帶QMSIW帶通濾波器,兩個(gè)通帶可以獨(dú)立連續(xù)調(diào)諧,每個(gè)通帶只需要一個(gè)控制電壓,調(diào)諧方便,仿真和測(cè)試結(jié)果具有很好的一致性。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)濾波器的小型化,本文設(shè)計(jì)了一款全可調(diào)的小型化EMSIW帶通濾波器,通過在EMSIW腔上加載短截線和變?nèi)荻䴓O管,不僅實(shí)現(xiàn)了 EMSIW濾波器的小型化,而且創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)了 EMSIW濾波器的中心頻率可重構(gòu),EMSIW腔通過邊緣電耦合,在EMSIW腔之間加載變?nèi)荻䴓O管創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)了帶寬可重構(gòu)。此外,在通帶的上方引入了兩個(gè)傳輸零點(diǎn)改善了帶外抑制。仿真和測(cè)試結(jié)果都顯示濾波器中心頻率和帶寬都能連續(xù)調(diào)諧。與國(guó)內(nèi)外其他全可調(diào)的SIW濾波器相比,該全可調(diào)濾波器在保持優(yōu)良性能的情況下,獲得了最小的尺寸。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN713
【部分圖文】：

（６）阻帶抑制：在理想情況下，我們期望濾波器的帶外抑制衰減量能趨向逡逑于無窮大，然而，在實(shí)際情況中，我們只能做到有限的帶外抑制衰減量。在現(xiàn)實(shí)逡逑情況中，通過將阻帶抑制與矩形系數(shù)相聯(lián)系，一般設(shè)計(jì)阻帶抑制量為６０ｄＢ。逡逑值得注意的是在可重構(gòu)射頻濾波器的設(shè)計(jì)中，我們不是只關(guān)注某一個(gè)中心頻逡逑率的插入損耗或是回波損耗指標(biāo)，可重構(gòu)濾波器一般是指中心頻率可調(diào)，帶寬可逡逑調(diào)，以及外部Ｑｅ值也可調(diào)，我們需要保證可重構(gòu)濾波器在整個(gè)調(diào)諧范圍內(nèi)都具逡逑有優(yōu)良的性能。逡逑２．２濾波器耦合矩陣逡逑研究濾波器電路的耦合矩陣表示形式對(duì)于ＲＦ／微波濾波器的設(shè)計(jì)非常實(shí)用，逡逑因?yàn)榭梢詫?duì)濾波器的耦合矩陣進(jìn)行求逆、相似變換等運(yùn)算，這能夠簡(jiǎn)化復(fù)雜電路逡逑的綜合過程，方便拓?fù)渲貥?gòu)，優(yōu)化性能仿真。此外，耦合矩陣具有濾波器電路元逡逑件的真實(shí)特性，如每個(gè)諧振器的外部Ｑｅ值，濾波器的自耦合、主耦合，交叉耦逡逑合大小等，耦合矩陣中的這些元素與實(shí)際濾波器的電路元件唯一對(duì)應(yīng)，這樣可以逡逑清楚地知道各個(gè)電路元件對(duì)電氣特性的作用。逡逑２．２．１耦合矩陣綜合逡逑／邐Ｍｉ，ｎ邐ｖ逡逑

以由導(dǎo)納逆變器〔９０°長(zhǎng)度的傳輸線〉代替，其近似于許多微波耦合裝置的電特逡逑性。通過在網(wǎng)絡(luò)的每一端放置一個(gè)逆變器，也可以表示濾波器的輸入和輸出耦合，逡逑如圖２．２所示。利用額外的逆變器，矩陣的大小增加到（Ｎ＋２）邋Ｘ邋（Ｎ＋邋２）邋—一逡逑即所謂的Ｎ＋邋２耦合矩陣一一并且成為圖２．２的雙網(wǎng)絡(luò)。逡逑；邐Ｍｓ，ｌ邐＼逡逑邐Ｑ邋；邐．．．邐邐邐．邋－邐廣＇邐逡逑（Ｔ）邋｜Ｇｓ邋Ｍｓ！邋ｎ邋ｆ邋／Ｗｉ，ｊ邋］邋＃邋Ｍｉｗ邋．邋：邋Ｐ邋Ｍｒｕ邐Ｇｌ雜逡逑ｉ邋ｊ（Ｓ）ｃ＿邐［ｙｓｆｄｉ邐｜７５ｊ邋（／？）！邐｜／ＢｍＮ）｜邐Ｊ＾）邐１逡逑＼＼＼邋／邋／邋／逡逑＼＼邐＿／邋／逡逑Ｖ邐Ｍｚｎ－ｉ邐（Ｉ逡逑＇邐Ｍ２，Ｎ邐＇逡逑圖２．２經(jīng)過修改的多路耦合網(wǎng)絡(luò)低通原型，包括ＦＩＲ和導(dǎo)納逆變器。逡逑圖２．１中的電路僅支持對(duì)稱濾波特性，但在每個(gè)環(huán)路中增加了串聯(lián)頻率不變逡逑電抗（ＦＩＲ），電路的功能可以擴(kuò)展到包括非對(duì)稱情況（見圖２．２）。隨著ＲＦ頻逡逑譜變得更加擁擠和帶外抑制要求更高，最近這些應(yīng)用越來越多。ＨＲ邋（有時(shí)稱為逡逑自耦合）表示與其相關(guān)聯(lián)的諧振器的頻率偏移

邐＾邐（２．１１）逡逑０」＊＝１邋（５＿＿７八－）ｌ／ｉｌ／ｔ邋ｒ２２＊＿逡逑其次，圖２．４邋（ｂ）中每個(gè)低通諧振器的元件是級(jí)聯(lián)的（使用ＡＢＣＤ矩陣），逡逑將它們轉(zhuǎn)換為單獨(dú)的ｙ參數(shù)矩陣，然后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素將它們相加以形成整體［ＹｎＪ逡逑矩陣。逡逑ｗＬ0邋N（２．⑵逡逑＿＾ｓｌ邋0」灸＝１邋（NB＾邋＋ｙ盡）＿逡逑現(xiàn)在是分析［ＹＮ］的兩個(gè)表達(dá)式，第一個(gè)是留數(shù)ｒ２１１＾ｎｒ２２ｋ以及特征值它逡逑們己經(jīng)從所需濾波函數(shù)的Ｓ２１和Ｓ２２多項(xiàng)式導(dǎo)出，第二個(gè)是根據(jù)橫向陣列的電路逡逑元件而獲得，令兩個(gè)表達(dá)式相等，這導(dǎo)致留數(shù)和橫向耦合矩陣元素之間的以下關(guān)逡逑系：逡逑１１逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 高浩洋;基片集成波導(dǎo)在微波電路中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2832475