基于基片集成波导的宽阻带及双通带平衡滤波器的研究

发布时间：2020-06-16 10:28

【摘要】：近年来,基于基片集成波导技术的平衡滤波器因具有良好的环境噪声抑制能力以及高功率低损耗等特点得到了广泛的关注和研究,并取得了一系列技术进展,但寄生通带干扰以及多通带不能独立可控等问题仍然未得到有效解决。本文针对SIW平衡滤波器结构中由高次模引起的谐波通带的抑制以及双通带灵活设计等问题展开深入研究,设计并实现了两款具有宽阻带特性的SIW平衡滤波器,同时设计并制作了两款中心频率和带宽均灵活可控的SIW双通带平衡滤波器。具体内容如下:1.设计实现了具有宽阻带特性的单通带及双通带SIW平衡滤波器。基于一种谐波抑制原理、馈电及耦合窗口优化设计方法,首先设计了一款具有宽阻带特性的单通带平衡滤波器,在2.54f0的范围内实现带外抑制在20dB以上,其中f0为设计通带的中心频率;然后基于双通带平衡滤波器拓扑结构,设计了一款具有宽阻带特性的双通带平衡滤波器,利用叠层技术,实现了双通带设计,在2.17f1范围内实现带外抑制在20dB以上,其中f1为所设计平衡滤波器第一通带的中心频率。相较于同类型的SIW平衡滤波器,能有效的抑制谐振腔中TE202模式引起的谐波通带,所设计的滤波器具有较宽的阻带特性。2.设计并实现了中心频率和带宽均灵活可控的SIW双通带平衡滤波器。首先,分析谐振腔尺寸对基模(TE101模)和高次模谐振频率的影响,介绍了谐振腔中TE101模和TE201模构建第一、第二通带可实现的频率比范围,分析馈电端口及谐振器之间的耦合窗口对两个通带的影响,介绍了双通带灵活可控的设计方法。为了验证理论方法对设计SIW双通带平衡滤波器的有效性,设计了一款平面结构的二阶双通带平衡滤波器,其通带频率比为:1.42,带宽比为:1.07,实验结果验证设计方案的有效性;针对平面结构平衡滤波器的通带间隔离度及带外抑制不足的缺点,设计一款叠层结构的四阶双通带平衡滤波器。相对于平面结构滤波器,其尺寸面积基本不变,但有效的提高了差模通带间的隔离度和带外抑制水平。针对共模抑制不足的问题,在谐振腔的金属表面蚀刻槽线,有效的提高了平衡滤波器的共模抑制能力。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN713
【图文】：

重要组成部分，主要由两对端口构成，即两个输入端口和两个输出端口。传统的平衡滤逡逑波器是通过在普通滤波器两端分别级联巴伦构成，存在插入损耗较大、尺寸较大等缺点，逡逑不能满足通信系统高性能及小型化的要求。图１．１（ａ）所示为传统平衡滤波器的结构。针逡逑１逡逑

图１．４邋ＳＩＷ多通带滤波器仿真及测试结果逡逑１．２．２平衡滤波器逡逑平衡电路对环境噪声具有较高的免疫力，并具有较大的动态范围、对电磁具有较的抗干扰等优点。平衡滤波器具有良好的差模通带响应，同时能够有效的抑制环境噪及热噪声的干扰。在过去的几年内，一些高选择性［３３］、宽阻带［３４］和高共模抑制［４Ｇ］的衡滤波器被提出。文献［３１］中设计一款具有高共模抑制特性的平衡滤波器，应用共面波（ＣＰＷ）技术，在不影响差模通带性能同时提高了共模抑制。其差模通带的中心频率１．５ＧＨｚ，通带内共模抑制达到３０邋ｄＢ0逡逑针对平衡滤波器的上阻带较窄问题，文献［３２］中设计了一款基于阶跃阻抗谐振（ＳＩＲｓ：ｓｔｅｐｐｅｄ－ｉｍｐｅｄａｎｃｅ邋ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ）的平衡滤波器，通过调整谐振腔的参数，提高了波器带外抑制能力。图１．５（ａ）所示为其结构示意图，图１．５（６）、（ｃ）所示分别为差模响和共模响应，差模阻带、共模阻带均能达到５．５／0，其中／Ｑ邋（＝１．０３ＧＨｚ）为差模通带的心频率。逡逑

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 秦培元;石小林;梁昌洪;吴边;;一种新型X波段基片集成波导双模带通滤波器[J];西安电子科技大学学报;2009年05期

2 陈迎潮;杨曙辉;;射频差分网络混合模式S参数的应用[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2009年02期

相关博士学位论文 前1条

1 魏启甫;基于LTCC的多层基片集成波导滤波器的研究[D];上海交通大学;2008年

相关硕士学位论文 前5条

1 周恺;基于叠层基片集成波导结构的平衡滤波器小型化设计[D];南京理工大学;2017年

2 高楠;基于基片集成波导的高选择性平衡滤波器研究[D];南京理工大学;2016年

3 沈义进;基于SIW结构的平衡滤波器研究[D];南京理工大学;2015年

4 徐鑫;基于SIW结构的新型滤波器研究[D];南京理工大学;2014年

5 卢启军;基于基片集成波导的毫米波滤波器设计[D];西安电子科技大学;2012年

本文编号：2715928