高功率波导谐波抑制器的研究

发布时间：2020-03-13 21:27

【摘要】：滤波器是在通信领域是一个较为常见的器件,在低频电路和微波领域都得到了比较光放的应用,其中比较常见的应用范围比如雷达、通信系统、测量系统的组成成分,在系统起到的作用是可以选择需要的频率,抑制不需要的杂波信号,使滤波器的性能大大的提高。在高频段的微波领域,谐振腔由于其特殊的组成结构使其具有多模特性,由此而产生的寄生通带一直在微波滤波器的设计过程中产生较大的影响,这一影响在多工器和抗电磁干扰滤波器件等的工作过程中表现的更为明显,所以成功的抑制寄生通带是现代微波器件研究的重点方向之一。本文主要讨论的是矩形腔体滤波器中抑制寄生通带技术及新型高功率谐波抑制器的设计。在文章初始,本文首先简单描述了微波滤波器的工作原理,并通过等效电路法说明寄生通带产生的过程,总体介绍了电路缩短理论和消失模滤波器的工作原理,因而提出了抑制寄生通带解决办法:电容加载矩形滤波器。得到其通带4.4-5GHz,高次谐波位置在18-20GHz,同时在设计的过程中加以改进,在将谐波抑制到18-20GHz的同时,克服了其功率容量较小的这一缺点,并提出了进一步改进的方案。针对前面所列举的方法,在论文中做比较详细探索研究:对于单个谐振腔,分析电容加载过程中,加载的金属柱高度、宽度对其高次谐波和基膜的影响,对于空腔波导滤波器,分析它的滤波特性和寄生通带的位置,之后将电容加载技术应用到滤波器中达到谐波抑制的目的。之后为了克服电容加载的功率容量低的问题,创新性的将输入信号和输出信号在输入滤波器之前分解以达到改善滤波器的整体功率容量的问题。之后对所提出的方案加工测试,得到实际的仿真结果。最后进一步大胆设想改变谐波抑制器功率容量的新方案,在设计出具体实验模型的同时提出它所带来的问题。
【图文】：

原理图,滤波器原理,宽度

常见方法是改变微带线的形状，通常我们将它改为正弦线，，这样是因为我们可以通过将微带线的奇模波长增加的方法来达到抑制第二寄生通带的目的[5,6]。在微带设计的电路中也可以利用电容加载的方式，利用其形成的慢波效应，以达到出现带阻效应的目的，最终对高次谐波产生了抑制效果[7]。由于微带技术运用的十分广泛且发展迅速，相对于微带滤波器抑制寄生通带的技术的发展创新，腔体谐波抑制滤波器的研究发展较就显得缓慢一些。下面的内容将主要描述一下在腔体滤波器方向的抑制寄生通带技术的近现代研究发展状况和趋势。对腔体谐波抑制器的研究很早就有专家提出来，早在 1964 年的时候，美国科学工作者 H.J.RIBLRT 就在美国申请了关于腔体谐波抑制器的专利[8]，下面的图 1-1即简单的描述出了这个专利所利用的大致原理图。在专利的设计过程中，H.J.RIBLRT 在分析计算出每个腔体的结构尺寸、单腔谐振频率、腔体与腔体之间的耦合系数后，简单的通过变化级联的空腔矩形谐振器的宽度，从而达到了抑制寄生通带的效果。但是由于设计者的条件有限，并且设计经验不足，所以从他所给出的 S 参数图（图 1-2）中并不能看不出非常好的抑制效果。

滤波器,科研工作者,引导作用,高次模

图1-2 H.J.RIBLRT所得到的S参数图.J.RIBLRT 的专利中并没有给出非常好的抑制效果，这种改通带的方式却给以后得科研工作者很大程度上的引导作用，Protap Pramanick 和 Raju Balasubramanian 共同提出了通证这种形式的滤波器[9]。在文章中他们共同设计模拟了工作四腔矩形波导滤波器。的到的结果是将高次模产生的寄生
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN713

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