以耦合雙間隙腔為基本單元的多腔體濾波器的研究.pdf

1、在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，微波通信頻率資源變得日益緊張，對微波濾波器的指標(biāo)要求也越來越高。金屬腔體濾波器由于其電磁屏蔽性好、結(jié)構(gòu)緊湊、通帶插損低、體積小和功率高等優(yōu)點(diǎn)，長期以來一直是移動(dòng)通信基站發(fā)射濾波器的首選品種。
　　 多同軸腔交叉耦合的金屬腔體濾波器由于具有較好的濾波特性和易于調(diào)諧等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于當(dāng)前的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，但現(xiàn)代無線通信基站在不斷追求更高性能指標(biāo)的同時(shí)，也追求更小體積和更低成本，而同軸腔金屬腔體濾波器在縮小體

2、積、改善1dB帶寬等方面存在一定的技術(shù)瓶頸。為此，我們經(jīng)過充分的調(diào)研和分析，首次提出了采用雙間隙腔為基本單元的金屬腔體濾波器的創(chuàng)新性設(shè)想，經(jīng)研究表明，在1dB帶寬和濾波器體積等方面，單個(gè)雙間隙腔構(gòu)成的濾波器與雙同軸腔濾波器相比有著明顯優(yōu)勢。
　　 為驗(yàn)證首次提出的以耦合雙間隙腔替代傳統(tǒng)的雙同軸腔作為腔體濾波器的基本單元的可行性，本文采用等效電路法推導(dǎo)了耦合雙間隙腔兩端加載同軸線之后的傳輸函數(shù)，研究了耦合雙間隙腔的濾波特性，并利用

3、三維仿真驗(yàn)證了解析推導(dǎo)結(jié)果的正確性。為了更好地理解耦合雙間隙腔濾波性能的優(yōu)劣性，本文還采用三維仿真的方法比較了耦合雙間隙腔濾波器和雙同軸腔濾波器的傳輸特性和體積，結(jié)果表明，在兩者的間隙寬度相同的情況下，耦合雙間隙腔濾波器比雙同軸腔濾波器有較大的1dB帶寬和較小的體積，但通帶下降沿比較平緩。該研究結(jié)論將為今后發(fā)展以耦合雙間隙腔為基本單元的小型化大功率金屬腔體濾波器提供了有力的理論支持。
　　 在此理論基礎(chǔ)上，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)以耦合雙

4、間隙諧振腔為基本單元的四腔體濾波器，用較少的腔體單元實(shí)現(xiàn)了較大的1dB帶寬，提供一種大功率、寬頻帶、小體積而功率容量較高的金屬腔體濾波器。在設(shè)計(jì)的過程中，獨(dú)創(chuàng)性地提出了T型耦合孔的概念，并且通過改變孔的位置、大小等來控制耦合量的強(qiáng)弱以實(shí)現(xiàn)濾波特性的需要，解決了兩個(gè)耦合雙間隙腔相互耦合時(shí)，帶寬不足和通帶插損過大等問題。此外，隨著計(jì)算機(jī)性能的提高以及微波CAD技術(shù)的進(jìn)步，高頻電磁仿真軟件仿真的精度和效率不斷提高，我們還將傳統(tǒng)的等效電路設(shè)計(jì)方