隨著第五代（5G,Fifth Generation）移動通信技術的快速發(fā)展,毫米波技術由于可以實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸成為了5G通信的關鍵技術之一。濾波器作為通信系統(tǒng)中的關鍵性器件,承擔著頻率選擇的重要作用,其性能對通信系統(tǒng)的傳輸質量有著至關重要的影響。因此,研究高帶外抑制毫米波帶通濾波器具有重要的理論和實際意義。本文主要針對應用于5G毫米波通信系統(tǒng)中的高帶外抑制帶通濾波器進行研究,并且基于基片集成波導（SIW,Substrate Integrated Waveguide）技術,完成了多種類型高帶外抑制毫米波濾波器的設計。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.提出了一種基于雙模SIW和微帶諧振器的混合結構諧振器,其中微帶諧振器加載在雙模SIW諧振腔的內(nèi)部。首先,利用該混合結構諧振器設計了一種通帶獨立可控的雙通帶濾波器,其中雙模微帶諧振器的奇模和偶模以及雙模SIW諧振器的簡并模式TE₁₀₂和TE₂₀₁分別構成濾波器的下通帶和上通帶。由于信號的多路徑傳輸,可以在阻帶引入三個傳輸零點,實現(xiàn)了較高的帶外抑制。同時,兩個通帶都采用雙模技術,有利于濾波器的小型化設計。隨... 

【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于PCB工藝和SIW技術的毫米

江南大學碩士學位論文28由耦合矩陣和拓撲結構得到的頻率響應如圖3-17所示，可以得出非諧振節(jié)點的頻率為24.45GHz。最終濾波器的設計流程可以分為以下步驟：（1）根據(jù)濾波器中心頻率確定雙模SIW諧振腔的尺寸，其初始尺寸可以借助上文提到的公式(3-1)來提取，然后使用HFSS軟件對該諧振腔進行本征模仿真，仿真優(yōu)化得到諧振腔的最終尺寸。（2）根據(jù)濾波器帶寬和上阻帶的傳輸零點位置確定輸入輸出端口與SIW諧振腔中心線AA’的偏移距離T，然后調(diào)節(jié)耦合窗口大小W來滿足通帶回波損耗的要求。（3）根據(jù)非諧振節(jié)點的諧振頻率確定半波長諧振器的長度Lm，然后調(diào)節(jié)饋電微帶線長度Lc，從而調(diào)節(jié)下阻帶傳輸零點的位置。在上述步驟的基礎上，利用HFSS軟件對濾波器進行仿真優(yōu)化，經(jīng)過優(yōu)化的電路尺寸參數(shù)為：L=8.05，W50=1.9，Wt=1.7，Lt=1，D1=0.4，D2=0.4，D3=0.7，P=0.8，Wc=0.2，Lc=3.95，Wm=0.2，Lm=3.3，S=0.1，W=2.7，T=2（單位：mm）。圖3-18給出該濾波器實物圖片，該濾波器除去輸入輸出端口的整體尺寸為12.5mm×11.5mm，等效為1.7λg×1.5λg，其中λg為28GHz所對應的波導波長。圖3-19給出了測試結果和仿真結果之間的比較，從圖中可以看出，測試結果和仿真結果較為吻合，測得通帶的中心頻率位于28GHz，帶寬為0.44GHz，帶內(nèi)最大插入損耗為2dB，帶內(nèi)反射系數(shù)大于15dB，并且兩個傳輸零點位于26.73GHz和28.4GHz。圖3-18準橢圓雙模SIW濾波器加工實物圖26.0026.5027.0027.5028.0028.5029.0029.5030.00Frequency(GHz)-45.00-40.00-35.00-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00S-parameters(dB)SimulatedMeasuredS11S21圖3-19準橢圓雙模SIW濾波器仿真和測試結果

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于非諧振節(jié)點的盒型拓撲結構基片集成波導濾波器設計[J]. 劉慶,周東方,呂大龍,沈威宇,張德偉,張毅.  電子學報. 2019(05)
[2]具有4個傳輸零點的源-負載耦合濾波器[J]. 褚慶昕,范莉.  華南理工大學學報(自然科學版). 2010(10)
[3]基片集成波導和微帶轉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.  電子學報. 2003(S1)

博士論文
[1]微波多模諧振理論及其在濾波器設計中的應用研究[D]. 楊帥.西安電子科技大學 2016
[2]無線通信中微波濾波器的比較設計法與應用研究[D]. 吳邊.西安電子科技大學 2008



本文編號：3212936