本文關鍵詞：基于CPW的微波濾波器的設計與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著頻譜資源的日益擁擠,當代無線通信系統(tǒng)向著多頻帶和微波小型化的方向發(fā)展,具有選頻作用的濾波器在整個系統(tǒng)中不可或缺,也順應系統(tǒng)的發(fā)展趨勢向著多頻化和芯片化發(fā)展。共面波導(Coplanar Waveguide)結構具有靈活的設計度和易于電路集成設計的特點使其適合于濾波器的多頻化和芯片化的設計。本文總結了共面波導的發(fā)展歷史和共面波導濾波器的研究現(xiàn)狀,歸納了濾波器設計的傳統(tǒng)理論和交叉耦合理論,采用含導抗變換器的耦合諧振器帶通濾波器設計理論,設計了三款共面波導多頻帶微波濾波器和兩款共面波導60GHz片上濾波器。本文的主要工作內(nèi)容有:首先,對共面波導傳輸線特性阻抗和等效介電常數(shù)的準靜態(tài)保角映射計算方法進行研究,闡述其計算過程,對后續(xù)設計中使用的傳統(tǒng)共面波導和雙層介質(zhì)基板共面波導傳輸線的特性阻抗和等效介電常數(shù)進行計算,并與全波電磁仿真結果對比驗證計算的有效性。其次,設計了三款多頻帶共面波導微波濾波器。提出一種CPW/微帶線耦合結構,使用該結構并聯(lián)倒Y型共面波導諧振器和微帶矩形環(huán)諧振器構成雙頻帶濾波器;通過CPW饋線同時激勵共面波導階梯阻抗諧振器(Stepped Impedance Resonators)和矩形螺旋線缺陷地結構(Defected Ground Structure)諧振器,實現(xiàn)具有準橢圓函數(shù)特性的單平面雙頻帶共面波導濾波器;在單平面雙頻帶共面波導濾波器的基礎上,添加半波長微帶諧振器,構成三頻帶共面波導濾波器。三款多頻帶濾波器使用全波電磁仿真軟件進行仿真優(yōu)化,仿真數(shù)據(jù)和實物測試數(shù)據(jù)具有很高的一致性,驗證了設計的有效性。最后,設計兩款60GHz的硅基共面波導片上濾波器,第一款硅基共面波導片上濾波器通過四分之一波長CPW傳輸線與啞鈴型DGS諧振單元實現(xiàn)三階耦合帶通濾波器;第二款硅基共面波導片上濾波器使用非對稱共面波導結構,通過SIR諧振器之間的混合耦合實現(xiàn)通帶兩側(cè)的傳輸零點的引入,以提高通帶的邊緣選擇性。對硅基共面波導片上濾波器的加工工藝進行了研究,制作出了該硅基共面波導片上濾波器的實物。
【關鍵詞】：共面波導 多頻帶濾波器 片上濾波器
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN713
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 共面波導的簡介及發(fā)展歷史11-13
• 1.2 共面波導微波濾波器的研究歷史與現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文的工作內(nèi)容和結構安排16-18
• 第二章 濾波器設計基本理論18-33
• 2.1 濾波器的基本概念和理論19-28
• 2.1.1 基本概念19-20
• 2.1.2 低通原型濾波器及其類型20-24
• 2.1.3 頻率和元件變換24-25
• 2.1.4 含導抗變換器的耦合諧振器帶通濾波器設計理論25-28
• 2.2 交叉耦合濾波器理論28-32
• 2.2.1 廣義切比雪夫函數(shù)28-29
• 2.2.2 濾波網(wǎng)絡的耦合矩陣29-32
• 2.3 本章小結32-33
• 第三章 基于CPW的多頻帶微波濾波器的設計33-61
• 3.1 CPW傳輸線特性阻抗和等效介電常數(shù)的計算34-38
• 3.2 CPW/微帶線復合耦合結構的雙頻帶濾波器38-45
• 3.2.1 CPW/微帶線復合耦合結構38-39
• 3.2.2 倒Y型共面波導諧振器和微帶矩形環(huán)諧振器39-42
• 3.2.3 雙頻帶微波濾波器設計42-44
• 3.2.4 雙頻帶微波濾波器的制作及實驗結果討論44-45
• 3.3 具有準橢圓函數(shù)特性的單平面雙頻帶共面波導濾波器45-55
• 3.3.1 共面波導SIR耦合濾波器45-50
• 3.3.2 共面波導矩形螺旋線DGS諧振器耦合濾波器50-53
• 3.3.3 單平面雙頻帶共面波導濾波器設計53-54
• 3.3.4 單平面雙頻帶共面波導微波濾波器的制作及實驗結果討論54-55
• 3.4 基于單平面雙頻帶共面波導濾波器的三頻帶微波濾波器55-60
• 3.5 本章小結60-61
• 第四章 基于CPW的 60GHz片上濾波器的設計61-73
• 4.1 雙層介質(zhì)基板CPW特性阻抗和等效介電常數(shù)的計算62-64
• 4.2 硅基共面波導 60GHz片上濾波器的設計64-70
• 4.2.1 60GHz啞鈴型DGS共面波導片上濾波器64-66
• 4.2.2 60GHz非對稱共面波導SIR片上濾波器66-70
• 4.3 硅基共面波導濾波器的制作70-72
• 4.4 本章小結72-73
• 第五章 全文總結與展望73-75
• 5.1 本文主要工作總結73-74
• 5.2 后續(xù)工作展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-81
• 攻碩期間取得的研究成果81-82

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 位朝壘;新型微波濾波器關鍵技術研究[D];電子科技大學;2013年

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本文編號：617009