濾波器是無線通信系統(tǒng)和雷達中不可缺少的基本元器件,特別是在5G通信迅速發(fā)展的階段,頻譜資源越來越緊張,在系統(tǒng)集成上需要大量的濾波器來滿足所需要的頻段要求。基片集成波導(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide,SIW)作為一種新型的導(dǎo)波結(jié)構(gòu),具有熱穩(wěn)定性好、高功率容量、損耗低、體積小、重量輕、易集成等優(yōu)點而廣泛的應(yīng)用于微波射頻電路的設(shè)計中。為了解決通信系統(tǒng)中濾波器空間利用率的問題,本文以SIW和多種平面結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),設(shè)計并實現(xiàn)了SIW可重構(gòu)濾波器,它可以減少濾波器的使用的數(shù)量,節(jié)約空間的體積,增大利用率。本論文首先介紹了SIW技術(shù)的理論基礎(chǔ)和等效模型結(jié)構(gòu),以及幾種常見的SIW諧振腔及SIW諧振腔與微帶線之間的過渡結(jié)構(gòu)。其次分析了開環(huán)諧振器(SRR)、螺旋諧振器(SR)、互補開環(huán)諧振器(CSRR)、互補螺旋諧振器(CSR)、馬刺線、DMS結(jié)構(gòu)、E型微帶線,正交方形貼片諧振器等結(jié)構(gòu)并說明了它們在濾波器中的小型化中的優(yōu)勢。然后在設(shè)計SIW可重構(gòu)濾波器中還介紹了變?nèi)荻䴓O管和PIN二極管的基本理論、等效電路模型和主要參數(shù)。其次本論文設(shè)計并實現(xiàn)了一款1/2結(jié)構(gòu)SIW正六邊形諧振腔的可重構(gòu)濾波器,將SIW正六邊形諧振腔的一半作為諧振腔,剩余的對側(cè)面用于設(shè)計偏置電路,諧振腔內(nèi)加載二階互補螺旋諧振器(CSR2),偏置電路加載SMV1405變?nèi)荻䴓O管,在偏置電路電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)下,濾波器實現(xiàn)了中心頻率連續(xù)可調(diào)。隨后本論文設(shè)計并實現(xiàn)了了一款采用1/4結(jié)構(gòu)SIW雙通帶電調(diào)濾波器,采用二階互補螺旋諧振器(CSR2),馬刺線及DMS結(jié)構(gòu),最終實現(xiàn)第一通帶中心頻率連續(xù)可調(diào),第二通帶中心頻率固定不變的可重構(gòu)濾波器。然后本論文以HMSIW諧振腔為理論基礎(chǔ),加載二階互補螺旋諧振器(CSR2)、E型微帶線,兩者之間設(shè)置有偏置電路,中間通過SMV1345 PIN二極管進行連接,實現(xiàn)了一款HMSIW雙通帶可切換濾波器。最后本論文設(shè)計并實現(xiàn)了一款1/4結(jié)構(gòu)SIW雙模可切換濾波器,將SIW沿中心線切掉3/4得到1/4結(jié)構(gòu)SIW,然后采用CSR2,SR3,正交方形貼片諧振器,SMV1345 PIN二極管,在外加正向和反向的偏置電壓的作用下,實現(xiàn)了濾波器的單、雙通帶的可切換。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN713
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 可調(diào)濾波器的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 基片集成波導(dǎo)
    1.4 本論文的主要內(nèi)容
第二章 基片集成波導(dǎo)及濾波器的理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 SIW技術(shù)
        2.2.1 SIW技術(shù)的理論基礎(chǔ)
        2.2.2 常見的SIW諧振腔
        2.2.3 SIW諧振腔與微帶線的過渡
    2.3 濾波器的基本參數(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 SRR/SR/CSRR/CSR的結(jié)構(gòu)和等效電路
    3.1 引言
    3.2 SRR/SR的結(jié)構(gòu)及等效電路
        3.2.1 開環(huán)諧振器(SRR)
        3.2.2 螺旋諧振器(SR)
    3.3 CSRR/CSR的結(jié)構(gòu)和等效電路
        3.3.1 互補開環(huán)諧振器(CSRR)
        3.3.2 互補螺旋諧振器(CSR)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 變?nèi)荻䴓O管和SIW技術(shù)的可重構(gòu)濾波器的設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 SIW正六邊形諧振腔
    4.3 1/2結(jié)構(gòu)的SIW正六邊形諧振腔的濾波器設(shè)計
    4.4 變?nèi)荻䴓O管
        4.4.1 變?nèi)荻䴓O管的基本理論
        4.4.2 變?nèi)荻䴓O管的等效電路
        4.4.3 變?nèi)荻䴓O管的主要參數(shù)
        4.4.4 變?nèi)荻䴓O管的建模及理論分析
        4.4.5 SMV1405變?nèi)荻䴓O管的參數(shù)提取
    4.5 基于1/2結(jié)構(gòu)SIW正六邊形諧振腔的可重構(gòu)濾波器
    4.6 1/4結(jié)構(gòu)SIW雙通帶電調(diào)濾波器的設(shè)計
        4.6.1 雙模和多模的基本理論
        4.6.2 微擾片結(jié)構(gòu)及電磁擾動
        4.6.3 馬刺線以及DMS結(jié)構(gòu)
        4.6.4 1/4結(jié)構(gòu)SIW雙通帶電調(diào)濾波器
    4.7 本章小結(jié)
第五章 基于SIW技術(shù)的可切換濾波器的設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 PIN二極管
        5.2.1 PIN二極管的基本理論
        5.2.2 PIN二極管的等效電路
        5.2.3 PIN二極管SMV1345的參數(shù)提取
    5.3 HMSIW雙通帶可切換濾波器的設(shè)計
        5.3.1 E型微帶線結(jié)構(gòu)
        5.3.2 HMSIW雙通帶可切換濾波器
    5.4 1/4結(jié)構(gòu)SIW雙�？汕袚Q濾波器的設(shè)計
        5.4.1 方形貼片雙模諧振器
        5.4.2 1/4結(jié)構(gòu)SIW雙模可切換濾波器
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果

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本文編號：2837494