懸置帶線超寬帶濾波器設(shè)計(jì).pdf

1、濾波器是用來分開或者組合不同頻率電磁波的電子器件,在軍事以及民用無線通信中都扮演著十分重要的角色。近年來超寬帶技術(shù)的迅猛發(fā)展,大大促進(jìn)了超寬帶濾波器的研究和應(yīng)用。尤其是在FCC于2002年2月開放商用的3.1-10.6GHz短距無線通信頻段,國(guó)內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)都取得了很大的進(jìn)展。然而在X、Ku、K和Ka等的較高頻段,研究成果則相對(duì)要少一些。本文采用屏蔽的懸置帶線結(jié)構(gòu),以超寬帶帶通特性為目標(biāo),解決了諧振單元及耦合結(jié)構(gòu)的選擇和參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)等關(guān)

2、鍵技術(shù),分別設(shè)計(jì)了工作頻率范圍為9-28GHz和9-31GHz的超寬帶濾波器,加工制作了硬件實(shí)物,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了良好的超寬帶性能。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ⑴對(duì)工作在X、Ku、K和Ka波段的各種微波傳輸線特性進(jìn)行分析對(duì)比,考慮屏蔽的懸置帶線結(jié)構(gòu)在Ka波段以下毫米波和微波頻段內(nèi)的弱色散特性,選用這種結(jié)構(gòu)來進(jìn)行超寬帶濾波器設(shè)計(jì)。同時(shí),采用各諧振單元的寬面耦合方式以便于實(shí)現(xiàn)超寬帶和低插損性能。
　　 ⑵Y形-矩形耦合諧

3、振單元的懸置帶線超寬帶濾波器的設(shè)計(jì)。選用Y形諧振單元和矩形耦合單元相結(jié)合的電路形式,每個(gè)Y形諧振單元通過腔體壁接地,并通過對(duì)面的矩形諧振單元實(shí)現(xiàn)耦合。帶通濾波器兩端各級(jí)聯(lián)一個(gè)相同的低通濾波器以提高高端帶外抑制。利用HFSS和CST,以給定的通帶寬度和帶外抑制指標(biāo)為設(shè)計(jì)目標(biāo),對(duì)“Y”型諧振單元和矩形諧振單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及低通濾波器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)仿真設(shè)計(jì)結(jié)果加工制作了濾波器實(shí)驗(yàn)樣品,實(shí)測(cè)結(jié)果表明,該超寬帶濾波器的中心工作頻率為

4、15.9GHz,通帶為9-28GHz,相對(duì)帶寬約為119％,通帶內(nèi)插入損耗小于2.5dB,通帶內(nèi)回波損耗大于10dB,通帶外在4GHz和40GHz處的抑制分別優(yōu)于75dB和40dB。
　　 ⑶Y形-Y形耦合諧振單元的懸置帶線超寬帶濾波器的設(shè)計(jì)。為了進(jìn)一步展寬通帶寬度,對(duì)上述濾波器的帶通部分進(jìn)行改進(jìn),采用Y形-Y形諧振單元雙層耦合的電路形式,各單元也都與腔體壁相接,兩層諧振單元有一部分上下重疊,重疊部分的尺寸直接決定帶寬大小。通過