基于SIW的X波段窄带滤波器的设计

发布时间：2020-06-08 00:07

【摘要】：随着通信技术的发展,第5代通信技术和物联网技术要求使用更多的通信频段,而频谱资源有限,频谱资源被划分成更窄的频段使用,对窄带滤波器的需求量不断增加。窄带滤波器意味着高选择性,要求具有较高的品质因数,同时现代通信系统趋于小型化和易集成等特点,传统的微带电路虽易于集成,但损耗大,Q值低,不适用于设计高选择性的窄带滤波器,SIW结构融合了微带和传统波导的优点,既易于集成,又具有高Q的优点,被广泛地应用于各种滤波器的设计。本文对SIW在X波段上的传输性能、匹配转换等进行了研究,给出了S参数与结构尺寸的关系。滤波器通常有最平坦形,广义切比雪夫形和椭圆形三种形式,其中广义切比雪夫可人为引入合适的传输零点,且容易实现,常常用于设计高选择性能的窄带滤波器。本文利用递推法推导了广义切比雪夫函数,设计出带宽28MHz,中心频率为11.673GHz,通带内S_(21)-1.5dB,S_(11)-27dB的广义切比雪夫函数频率响应曲线。同时还研究了耦合矩阵对传输响应曲线的零点位置的影响,应用于广义切比雪夫滤波器的调试。通过谐振频率提取,耦合系数提取,频率修正和调试诊断技术,基于SIW结构设计并实现了一个6阶4传输零点的广义切比雪夫滤波器,指标为:带宽为28MHz,中心频率为11.673GHz,通带S_(21)-1.5dB,S_(11)-20dB,带外抑制优于40dB。整体尺寸为4.62mm×13.44mm×1.06mm。为了更好地对滤波器进行测试,本文研究了一种SIW与微带结构转换结构,该结构的宽度与长度的关系呈二次函数关系,与线性转换结构相比,该结构尺寸更小。另外,本文还提出了几种负载器,可应用于SIW器件的测试校准。由于SIW滤波器的性能对结构参数比较敏感,本文针对滤波器的几个主要的耦合孔尺寸作了灵敏度分析和容差分析。分析发现,通带内S_(11)相比于S_(21)更加敏感,同时滤波器对公差的依赖程度较高。
【图文】：

图 1-1 2016 至 2017 智能手机用户增长预计到 2024 年基站建设数量约达 100 万个图 1-2 5G 基站数量预测的应用也推动着滤波器的需求量。载波聚合器，多工器由多个滤波器构成，这将在大幅O 等 5G 技术与会带动滤波器的需求量。在积极布局物联网，中国移动已经推出了 O

图 1-2 5G 基站数量预测术的应用也推动着滤波器的需求量。载波聚合技工器，多工器由多个滤波器构成，，这将在大幅增MIMO 等 5G 技术与会带动滤波器的需求量。正在积极布局物联网，中国移动已经推出了 OneN局物联网，有不少联物网平台行后推出，如亚马逊oT、IBM 和 Watson IoT 等，这些平台可支持千亿联波器的需要量是非常巨大的。如图 1-3 所示的是全计到 2024 年联物网的连接设备可达 50 亿。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN713

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本文编号：2702204