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腔体与交叉耦合带阻滤波器的分析与设计

作　者: 何占儿
导　师: 王锡良
学　校: 电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 带阻滤波器阶跃阻抗谐振器(SIR) 交叉耦合耦合矩阵 cul-de-sac 改良横向耦合网络双频带阻滤波器
分类号: TN713.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

带阻滤波器广泛应用于无线通信系统中,用来抑制高功率发射机的杂散输出以及非线性功放或带通滤波器产生的寄生通带等。传统的腔体带阻滤波器若用带状线来实现,一般采用电容耦合1/4波长短截线谐振器构成,两谐振器间的间隔也是1/4波长,导致尺寸过大,很难符合滤波器小型化要求,如果采用阶跃阻抗谐振器(SIR),则可以减小其尺寸。若用波导结构研制,它是以1/2波长谐振器构成,通常由于工作波长较短,为避免耦合孔边缘场的相互影响,两谐振器间的间隔采用3/4波长,往往产生长度过长的问题,而cul-de-sac结构带阻滤波器正是应用了这一寄生耦合特点来达到交叉耦合特性。当两个不同频率信号通过通道时,要求有高的选择性来抑制邻带的噪声和干扰,且通带边缘要求尖锐的过渡,可在原单频带阻滤波器的基础上扩展为双频带阻滤波器。双频带阻滤波器与带通滤波器相比有更高的电气特性,也是目前国内外研究人员研究的方向。本论文主要研究带阻滤波器的基本原理、基本结构及其实现形式,以腔体带阻滤波器为主要研究对象,采用SIR和cul-de-sac结构设计了两种新型的带阻滤波器,并扩展到双频带阻滤波器。主要内容为:1.介绍了SIR谐振器的基本结构和特性,给出了采用1/4波长型SIR结构的带阻滤波器的设计方法。2.介绍交叉耦合滤波器的原理及各种拓扑结构,详细说明cul-de-sac结构耦合矩阵的综合和得到物理结构可实现耦合矩阵的消零方法,应用MATLAB软件编程综合耦合矩阵。研究了cul-de-sac结构带阻滤波器的实现形式,并利用所综合的耦合矩阵结合HFSS软件设计了交叉耦合单频带阻滤波器。3.在单频带阻滤波器的基础上扩展为双频带阻滤波器,应用MATLAB软件编程综合双频带阻滤波器耦合矩阵。由于交叉耦合双频带阻滤波器的灵敏度较高,在前述研究基础上,本文提出一种改良的横向耦合网络,并基于这种横向耦合网络设计一种新型双频带阻滤波器。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-11
  1.1 带阻滤波器的研究意义  8-9
  1.2 带阻滤波器国内外研究状况及发展方向  9-10
  1.3 本论文的研究内容和创新  10-11
第二章微波滤波器的设计基础  11-20
  2.1 微波滤波器的简介  11-12
  2.2 频率变换  12-14
  2.3 SIR结构  14-16
  2.4 耦合系数K的计算  16-19
  2.5 K.J变换的等效电路  19-20
第三章 SIR结构腔体带阻滤波器的设计  20-31
  3.1 概述及原理  20-21
  3.2 设计公式  21-23
  3.3 SIR结构带阻滤波器的设计实例  23-25
  3.4 SIR带阻滤波器仿真优化及测试  25-31
第四章交叉耦合矩阵的综合  31-47
  4.1 交叉耦合原理介绍  31-34
  4.2 交叉耦合多项式的综合  34-41
  4.3 耦合矩阵的消零  41-46
  4.4 耦合矩阵到S参数的实现  46-47
第五章交叉耦合CUL-DE-SAC带阻滤波器的设计  47-58
  5.1 技术指标及基本参数  47-48
  5.2 耦合矩阵的综合  48-52
  5.3 耦合系数的物理结构实现  52-54
  5.4 CUL-DE-SAC结构带阻滤波器仿真与测试  54-58
第六章双频带阻滤波器的设计  58-70
  6.1 双频带阻滤波器的实现原理  58-59
  6.2 双频带阻滤波器耦合矩阵的综合  59-63
  6.3 改良横向耦合网络  63-65
  6.4 双频带阻滤波器的仿真与测试  65-70
第七章结论与未来展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-74
攻硕期间取得的研究成果  74-75

腔体与交叉耦合带阻滤波器的分析与设计

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