隨著通信技術(shù)的不斷進步,射頻前端系統(tǒng)正向著小型化、輕量化、高可靠性和低成本的方向發(fā)展。微波無源濾波器作為射頻前端系統(tǒng)重要的組成部分,其性能會對整個射頻前端系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。傳統(tǒng)的濾波器在高頻上具有較大的體積,不利于系統(tǒng)的小型化,而基于基片集成波導（Substrate Integrated Waveguide,SIW）設(shè)計的濾波器不僅能保留傳統(tǒng)濾波器的高品質(zhì)因數(shù)、低插入損耗和高性能的優(yōu)勢,也具有質(zhì)量輕、體積小和易集成的優(yōu)點。本文基于SIW理論,設(shè)計并實現(xiàn)了四款可應用于無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network,WLAN）的SIW帶通濾波器,其中兩款能應用于WLAN的5GHz頻段,剩下兩款能應用于WLAN的2.4GHz頻段。本文的主要工作如下:（1）根據(jù)所使用的SIW諧振腔分析了三種微帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),其中采用共面波導的微帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)相比于其他兩種結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)最小的回波損耗和插入損耗。然后在SIW諧振腔的接地板上刻蝕了啞鈴型的缺陷地結(jié)構(gòu)來改變其傳輸特性,設(shè)計并實現(xiàn)了一款中心頻率為5.6GHz,插入損耗小于1dB,回波損耗大于10dB,3dB帶寬達到1GHz的SIW帶通濾波器。... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＲＦ電路系統(tǒng)的基本組成??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｂａｓｉｃ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ＲＦ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｓｙｓｔｅｍ??

想開始萌芽，在當時的社會背景下，??研宄小型化的微波器件，特別是小型化的濾波器、天線、振蕩器等己經(jīng)成為了一種趨勢，??當時的學者和研宄機構(gòu)希望設(shè)計出一種新型的波導結(jié)構(gòu)，來進行濾波器，天線，振蕩器??等器件的設(shè)計之中，從而實現(xiàn)器件的小型化，在器件的加工方面，也盡量能便于加工，??于是在研究環(huán)境的變化下，日本一位學者率先提出了?ＳＩＷ的波導結(jié)構(gòu)［１１］，但是由于加??工條件的制約，他未能設(shè)計成功一款ＳＩＷ的波導。三年后，ＳＩＷ波導的成品第一次被??Ｆｌｉｎｃｋ教授加工制作出來［１２】，如圖１．２所示，Ｆｌｉｎｃｋ教授采用低溫共燒陶瓷技術(shù)（Ｌｏｗ??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ?Ｃｅｒａｍｉｃｓ，ＬＴＣＣ），在多層基板上用金屬化的通孔貫穿，設(shè)計出了??一種多層的ＳＩＷ波導結(jié)構(gòu)，在ＳＩＷ的實現(xiàn)應用上邁出了第一步。??圖１．２?ＬＴＣＣ多層ＳＩＷ波導結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｔｍｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｑｕａｄｒｉｆｌｌａｒ?ｈｅｌｉｘ?ａｎｔｅｎｎａ??１９９８年，Ａｎｔｏ等人將ＳＩＷ應用到了陣列天線的設(shè)計之中［１３］，采用ＳＩＷ技術(shù)對天線??進行饋電，這是最早的將ＳＩＷ技術(shù)應用到天線的設(shè)計中的例子，其天線的模型如圖１．３??所示，ＳＩＷ在天線中的應用打開了?ＳＩＷ設(shè)計射頻器件的大門，從此以后各種各樣基于??ＳＩＷ技術(shù)的器件都陸陸續(xù)續(xù)被設(shè)計了出來。??－２－??

Ｓ結(jié)構(gòu)能夠很好的縮小濾波器的尺寸，優(yōu)化濾波器的性能，可應用于??ＳＩＷ濾波器的設(shè)計當中。同年，ＺａｋｉＫＡ等人利用ＬＴＣＣ技術(shù)，在基板的兩側(cè)分別用金??屬化過孔的方式設(shè)計出了一種矩形的ＳＩＷ準波導傳輸結(jié)構(gòu)［１５］，在此之后，矩形ＳＩＷ得??到了大量的研究，為之后設(shè)計各種射頻元器件打下了堅實的基矗??Ｐａｒａｌｌｅｌ?Ｐｌａｔｅ?ｐｅｒｊ〇ｄｉｃ??＾＾ＶＶａｖｃｇｕｉｄｃ?Ｗａｉｌ??Ｒｃｎｃｊｉｏｎ?ＴＪｕｎｃｔｔｏｎ?ｍｐｕ．??Ｃｓ＝ｇ?Ｊ?—??Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ??圖１．３?ＳＩＷ陣列天線??Ｆｉｇ．?１．３?ＳＩＷ?ａｒｒａｙ?ａｎｔｅｎｎａ??２００３年，加拿太蒙特利爾大學的吳柯教授通過大量的研究與實踐，率先提出來了一??種概念，叫基片集成電路［１６］?（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，ＳＩＣ），ＳＩＣ的概念被提出來??了之后，ＳＩＷ在集成化方向有了很大的發(fā)展，ＳＩＷ隨即被大量的學者研究，用于設(shè)計各??種射頻的功能性元器件，逐漸ＳＩＷ成為了一種新的設(shè)計技術(shù)，應用在微波領(lǐng)域。??２００５年東南大學的洪偉教授以及他的研究團隊設(shè)計出了一種半�；刹▽У�??結(jié)構(gòu)［１７］，根據(jù)洪偉教授的研宂表明，ＨＭＳＩＷ具有和ＳＩＷ相似的傳播性能，而且在帶外??抑制方面比ＳＴＷ性能更加優(yōu)越，但尺寸只有ＳＩＷ的一半。這一重大研宄發(fā)現(xiàn)直接促進??了?ＨＭＳＩＷ在各種射頻器件的研究和應用，因為ＨＭＳＴＷ的結(jié)構(gòu)更小，所以更有利于器??件的小型化和集成化，在射頻器件的設(shè)計中發(fā)揮了巨大的作用。??２００５年，東南大學的張玉林博士利用圓形ＳＩＷ諧振腔級聯(lián)的方式設(shè)計出了一款三??級聯(lián)的圓形ＳＩＷ帶通濾波器［

【參考文獻】：
期刊論文
[1]K波段高選擇性基片集成波導濾波器設(shè)計[J]. 張博林,陳明.  艦船電子工程. 2019(12)
[2]一種小型化微波寬帶帶通濾波器及其工程設(shè)計分析[J]. 袁正昊.  中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2019(22)
[3]兩款V波段硅基濾波器的設(shè)計與分析[J]. 周澤倫.  大眾科技. 2019(04)
[4]基于基片集成波導的微波雙通帶濾波器設(shè)計[J]. 郭培培,周春霞.  微波學報. 2015(S2)
[5]一種基片集成波導可調(diào)濾波器的設(shè)計[J]. 周建,朱永忠,劉子豪.  電子元件與材料. 2016(05)
[6]基于DGS結(jié)構(gòu)的超寬帶帶通濾波器[J]. 汪子成,楊濤,楊自強.  壓電與聲光. 2014(06)
[7]半模基片集成波導帶通濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 陳飛.  真空電子技術(shù). 2011(06)
[8]雙膜基片集成波導（SIW）帶通濾波器的設(shè)計與仿真[J]. 王美俠.  電子元器件應用. 2010(05)
[9]基片集成波導雙感性柱濾波器的研究[J]. 申凱,王光明,谷國棟.  微波學報. 2009(03)
[10]基于基片集成波導（SIW）的雙模帶通濾波器[J]. 張勝,王子華,肖建康,李英.  微波學報. 2007(02)

博士論文
[1]高性能小型化射頻及微波濾波器的研究[D]. 張小川.電子科技大學 2009
[2]無線通信中微波濾波器的比較設(shè)計法與應用研究[D]. 吳邊.西安電子科技大學 2008

碩士論文
[1]基于半�；刹▽У目芍貥�(gòu)帶通濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 宋井盼.西安電子科技大學 2018
[2]基于差分帶通濾波器的推-推型振蕩器設(shè)計[D]. 梁琴琴.南京理工大學 2018
[3]小型化多模基片集成波導（SIW）濾波器研究[D]. 李明康.中國科學技術(shù)大學 2017
[4]高性能小型化雙工器的研究與設(shè)計[D]. 李辰晶.南京航空航天大學 2013
[5]基于SIW的新型帶通濾波器的研究[D]. 郭增旭.南京理工大學 2013
[6]開口諧振環(huán)及其在微帶濾波器中的應用[D]. 高楠.南京航空航天大學 2011
[7]折疊襯底集成波導（FSIW）的理論研究及工程應用[D]. 耿亮.南京理工大學 2007
[8]基片集成波導的應用和仿真研究[D]. 蘭堯.電子科技大學 2006



本文編號：3242009