發(fā)布時間：2020-12-06 15:55

　　濾波器作為無線微波與毫米波系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件,其集成度與性能之間相互矛盾的問題一直是濾波器設(shè)計研發(fā)的需要解決的重點與難點,而基片集成波導(dǎo)（Substrate Integrated Waveguide,SIW）結(jié)構(gòu)的提出則為解決上述矛盾提供了良好的途徑。SIW結(jié)構(gòu)不僅繼承了平面?zhèn)鬏斁�小型化、易集成、低成本的優(yōu)點,同時還具備類似于矩形金屬波導(dǎo)高Q值、低損耗、高功率容量的特性,因此,SIW濾波器技術(shù)一直是近年來工業(yè)界與學(xué)術(shù)界研究的熱點,其相關(guān)技術(shù)的研究對微波系統(tǒng)發(fā)展有著重要意義。在基于諧振器耦合架構(gòu)的SIW濾波器的設(shè)計過程中,通常由于其耦合結(jié)構(gòu)（感性窗或弱電耦合結(jié)構(gòu)）的限制,其諧振器之間的耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)大多采用加載感性窗的方式,但這種方式由于其物理結(jié)構(gòu)的限制,很難獲得強耦合系數(shù)以支撐超寬帶濾波器的實現(xiàn),這大幅限制了SIW技術(shù)在諧振器耦合形式濾波器設(shè)計中的應(yīng)用能力。針對上述情況,本文提出了一種基于微帶直接加載的半�；刹▽�(dǎo)（Half Mode Substrate Integrated Waveguide,HMSIW）諧振器耦合結(jié)構(gòu),并對其特性和相關(guān)濾波器件設(shè)計技術(shù)進行了深入研究,給出了基于上述... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于超大尺寸TE101/TE301諧振腔和TE101/TE201諧振腔的四階SIW濾波器實物和頻率響應(yīng)

圖 1.2 四極準橢圓響應(yīng)的三頻帶濾波器電路拓撲及頻率響應(yīng)可調(diào)諧振器是設(shè)計和實現(xiàn)可調(diào)諧 RF 和微波濾波器的關(guān)鍵組成部分。2006 年 E. Rius 提出了一種基于在 SIW 腔內(nèi)集成的垂直電容柱的濾波器調(diào)諧方法[23]。2011 年 V.Sekar 等人使用 p-i-n 二極管開關(guān)元件在三層 Rogers RT/duroid 基板上上實現(xiàn)了一種新型可調(diào)諧二階 SIW 濾波器[24];濾波器提供六種狀態(tài)，范圍從 1.55 到 2.0 GHz（25％調(diào)諧）。相對帶寬范圍為 2.3％至3.0％，插入損耗小于 5.4 dB，整個調(diào)諧范圍內(nèi)的回波損耗大于 14 dB�；� SIW 結(jié)構(gòu)的梳狀諧振器，S. Sirci 提出了一種基于砷化鎵變?nèi)荻䴓O管的梳狀 SIW 腔的低損耗可調(diào)諧振器[25]。對于低頻率應(yīng)用，SIW 濾波器仍顯笨重，因為它們具有強烈的頻率依賴性和非 TEM 模式操作。已提出了各種技術(shù)來減小 SIW 濾波器的尺寸，例如裝載有互補的開環(huán)諧振器的 SIW濾波器[26-29]，折疊的 SIW 濾波器[30-32]，梳狀 SIW 濾波器[33,34]，以及半模 SIW 濾波器[35-37]。然而，這些技術(shù)可能會使SIW諧振器的無載品質(zhì)因數(shù)惡化，導(dǎo)致濾波器的帶內(nèi)插入損耗升高，進而限制 SIW 濾波器在工程中的應(yīng)用。東南大學(xué)郝張成博士首次提出了基于多層 PCB 基板的 SIW 濾波器[38]，采用多層 PCB 工藝，使濾波器面積減少了一半， SIW 諧振腔是垂直堆疊

本章主要介紹了基片集成波導(dǎo)和半�；刹▽�(dǎo)濾波器的設(shè)計基礎(chǔ)。首先介紹了 SIW基本結(jié)構(gòu)、傳輸特性。其次簡要介紹了 SIW 結(jié)構(gòu)的分析方法，包括全波分析法和等效模型法。接著對 SIW 濾波器的設(shè)計方法進行了討論。隨后簡述了 HMSIW 的結(jié)構(gòu)和傳輸特性。最后在X 波段針對 SIW 和 HMSIW 結(jié)構(gòu)給出了濾波器設(shè)計實例，為后續(xù)章節(jié)濾波器設(shè)計奠定了堅實的基礎(chǔ)。SIW 的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)如前文所述，SIW 是一種由非平面波導(dǎo)轉(zhuǎn)換得到的平面形式波導(dǎo)，可以通過許多平面加工技術(shù)集成到任何平面電介質(zhì)基板中，包括 PCB 工藝和 LTCC 工藝等。這種新興的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)可以用一對周期排列的金屬化通孔陣列或槽溝制成，它看起來像兩個平行的柵欄，具有一定的間距，介質(zhì)基板上下表面由金屬覆蓋，波導(dǎo)中的 EM 波被很好地限制，如圖 2.1 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種緊縮結(jié)構(gòu)的新型毫米波基片集成波導(dǎo)濾波器[J]. 湯紅軍,洪偉.  紅外與毫米波學(xué)報. 2006(02)
[2]基片集成波導(dǎo)和微帶轉(zhuǎn)換器的理論與實驗研究[J]. 李皓,華光,陳繼新,洪偉,崔鐵軍,吳柯.  電子學(xué)報. 2003(S1)

博士論文
[1]基片集成波導(dǎo)技術(shù)的研究[D]. 郝張成.東南大學(xué) 2006



本文編號：2901644