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微波同轴腔体带通滤波器的设计与实现

发布时间:2018-07-31 15:05
【摘要】:作为非常重要的微波元器件之一,同轴腔体滤波器受到众多学者和研究人员的广泛关注。因其具有较高的品质因数、体积小、插入损耗小、寄生通带远且能承受较大的功率、容易加工等特点,广泛的应用于现代通信领域。本课题来源于某核磁共振波谱仪设备公司500M核磁共振波谱仪系统项目要求,设计实现适合于该核磁共振波谱仪的微波带通滤波器。本文作者经调研分析,设计出一款适用于该设备的微波梳状同轴腔带通滤波器。运用MATLAB编程实现滤波器近似函数耦合矩阵的软件综合,运用电路和电磁仿真软件的协同仿真实现梳状同轴腔微波带通滤波器的整体仿真和电磁优化设计,实现滤波器的整体设计。本文开篇叙述了微波频段腔体滤波器设计的相关理论基础,例如:滤波器的近似函数及其响应特点、通用设计表设计方法,低通原型电路结构,原型网络变换及变换后其频率响应,耦合谐振微波带通滤波器的低通原型电路,这些都是顺利完成微波腔体带通滤波器设计的基础。接下来,本文介绍了求解滤波器耦合矩阵的理论依据和方法步骤,建立切比雪夫型带通滤波器的耦合电路模型,设计实现切比雪夫带通滤波器的耦合矩阵的软件求解方法,完成滤波器电路参数的求解过程及其频率响应曲线的拟合和绘制。在此基础上构思同轴梳状腔体带通滤波器的设计流程,结合实例,设计仿真实现一款适用于核磁共振波谱仪的梳状腔体带通滤波器,并对腔体的功率容量做出定量计算和预估。最终在公司结构工程师的帮助下,完成实物生产,并对实物进行调试和测试。
[Abstract]:As one of the most important microwave components, coaxial cavity filters have attracted much attention from many scholars and researchers. Because of its high quality factor, small volume, small insertion loss, parasitic passband, can withstand large power, easy to process and so on, it is widely used in modern communication field. This project is based on the requirement of 500M NMR spectrometer system of a nuclear magnetic resonance spectrometer equipment company. The microwave bandpass filter suitable for the nuclear magnetic resonance spectrometer is designed and implemented. Through investigation and analysis, a microwave comb coaxial cavity bandpass filter is designed. The software synthesis of the approximate function coupling matrix of the filter is realized by MATLAB programming. The overall simulation and electromagnetic optimization design of the comb coaxial cavity microwave band-pass filter are realized by using the cooperative simulation of circuit and electromagnetic simulation software. The overall design of filter is realized. At the beginning of this paper, the theoretical basis of microwave cavity filter design is described, such as the approximate function of filter and its response characteristics, general design table design method, low pass prototype circuit structure, The frequency response of the prototype network and its frequency response and the low pass prototype circuit of the coupled resonant microwave band-pass filter are the foundation of the successful design of the microwave cavity band-pass filter. Then, this paper introduces the theoretical basis and method steps of solving the coupling matrix of the filter, establishes the coupling circuit model of the Chebyshev band-pass filter, and designs a software solution method of the coupling matrix of the Chebyshev band-pass filter. The process of calculating filter circuit parameters and the fitting and drawing of frequency response curve are completed. On this basis, the design flow of the coaxial comb cavity band-pass filter is proposed. A comb cavity band-pass filter suitable for NMR spectrometer is designed and simulated, and the power capacity of the cavity is calculated and estimated quantitatively. Finally, with the help of the company's structural engineer, finished the physical production, and physical debugging and testing.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN713.5

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本文编号:2155957

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