基于微带—槽线混合传输结构的巴伦/功分滤波器研究
发布时间：2020-12-12 22:20
随着无线通信技术的迅猛发展,低成本、多功能、小型化等设计目标已渐渐成为微波器件设计中的重要考虑因素。这同时促使具有高度集成性的多功能无源器件正逐步成为时下国内外的热门研究方向,如针对无源三端口器件中的巴伦/功分滤波器研究。基于上述背景,本论文针对巴伦/功分滤波器展开研究。主要提出两种高性能巴伦滤波器和一种功分滤波器设计方案,并通过对模型的加工实测验证方案的正确性和可行性。总而言之,本文具体内容安排如下:1.首先回顾巴伦/功分滤波器小型化设计和微带-槽线混合传输结构的研究背景,行业发展方向以及国内外现状。接着,本文详细地介绍与本论文相关的理论基础,包括三端口网络分析、巴伦/功分滤波器的工作特性分析、微带-槽线混合传输结构等效电路分析以及常用的两种微波传输线。为本论文后续的巴伦滤波器和功分滤波器设计提供更加直接的理论依据。2.其次,基于微带-槽线的高性能巴伦滤波器设计方法。本文主要提出两个不同的巴伦滤波器设计方案。其一是基于微带线-槽线过渡结构和E型双模谐振器来设计的具有高选择性的巴伦滤波器。文中首先对槽线本身固有的场分布和两类过渡结构进行深入分析,预先实现巴伦特性。接着利用双模谐振器实现...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３两种功分滤波器结构布局??（ａ）双通带功分滤波器?（ｂ）单通带功分滤波器??
基于微带－槽线混合传输结构的巴伦／功分滤波器研究??由早期的单层结构往多层结构发展，这样，使信号从一层无损传输到另一层就是多层结??构需要解决的第一个问题。早期常用的解决方法是垂直打孔［３２］，如图１．４?（ａ）所示。垂??直打孔即将上层的信号线直接通过金属孔与下层信号线或金属地板相连。但这样的方式????ｃＴｆｖｉａ?＼??沐?１?ｍ＝＝ｚ＝＝Ａ：１，．??４?：！?Ｇｒｏｕｎｄ?＼??：Ｐｌａｎｅｓ?＼?＼－ｒ￣Ａ?￣＼??＂：?Ｉ?＼?＼?丨：－Ｍ－?．?＼??—＾—ＬＬ；?－Ｊ—＼＼?＇￣国??＊?，二、＾?＼?＼?＼?，?ｆ??＇、、?＇＊—＊—＊￣＊￣￣＇?Ｗｃｔｓｗｂ?＼??＼??＊?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｆｌｏｗ?＇：ｉ——．．．．．．．．??＜？?＇?Ｕｊ－??（ａ）?（ｂ）??图１．４两种微带线－槽线过渡结构??（ａ）打孔结构?（ｂ）矩形槽线过渡结构??在高频段时容易产生寄生效应，随着频率的升高，寄生效应更加明显。此外，值得一提??的是，电磁波通过金属通孔时不会形成信号回路，导致信号不完整，这样就需要额外引??入信号回路孔来改善这种过渡结构性能。而在金属地板上或中间公用地上开矩形槽的过??渡方式很大程度上缓解了直接层间打孔方法的不足［３３］，这也是倍受众多研究人员关注和??讨论的层间过渡方法。图１．４（ｂ）就给出了在公共地板上蚀刻矩型槽的过渡结构示意图，??该结构由上下两层微带线和中间蚀刻矩形槽的公用金属地构成
（ｃ）?（ｄ）??图１．５四种常见的微带线－槽线过渡结构??（ａ）微带线终端短路，槽线终端１／４波长?（ｂ）微带线和槽线均终端１／４波长??（ｃ）微带线终端短路，槽线终端１／４波长圆形谐振器??（ｄ）微带线和槽线终端均１／４波长圆形谐振器??均匀加载会改善滤波响应的带内平稳度和矩形系数。但在对带内平稳度要求不是特别高??的情况下，可以采用均匀加载的方式简化结构和优化难度。??Ｈ?Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ??图１．６终端加载多条枝节的微带线－槽线过渡结构??除上述常见的几种微带线－槽线过渡结构外，图１．６又给出了一种不一样的终端多枝??节加载结构，该结构最早是在１９９４年，由学者Ｓｏｌｔｓｉａｋ所提出［３４］。可以预测，这种结构??能够更好地优化该过渡结构的带内性能。但前提是要降低微带线的特性阻抗和增加槽线??的特性阻抗，在两个多枝节之间的重叠部分很少的前提下，即降低微带线与槽线各自加??载部分的耦合，才能显著地提高通带内响应。??１．３本文主要研究内容和创新点??根据上文论述可发现
【参考文献】：
博士论文
[1]基于混合传输线结构的多层平面差分滤波器的研究[D]. 郭欣.南京理工大学 2016
[2]无线通信系统中的高性能小型化无源元件研究[D]. 王建朋.电子科技大学 2008
硕士论文
[1]新型超宽带巴伦及其应用研究[D]. 林善明.南京理工大学 2016
[2]基于微带—槽线过渡结构的无源超宽带器件设计[D]. 杨樊.西安电子科技大学 2014
本文编号：2913375
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３两种功分滤波器结构布局??（ａ）双通带功分滤波器?（ｂ）单通带功分滤波器??
基于微带－槽线混合传输结构的巴伦／功分滤波器研究??由早期的单层结构往多层结构发展，这样，使信号从一层无损传输到另一层就是多层结??构需要解决的第一个问题。早期常用的解决方法是垂直打孔［３２］，如图１．４?（ａ）所示。垂??直打孔即将上层的信号线直接通过金属孔与下层信号线或金属地板相连。但这样的方式????ｃＴｆｖｉａ?＼??沐?１?ｍ＝＝ｚ＝＝Ａ：１，．??４?：！?Ｇｒｏｕｎｄ?＼??：Ｐｌａｎｅｓ?＼?＼－ｒ￣Ａ?￣＼??＂：?Ｉ?＼?＼?丨：－Ｍ－?．?＼??—＾—ＬＬ；?－Ｊ—＼＼?＇￣国??＊?，二、＾?＼?＼?＼?，?ｆ??＇、、?＇＊—＊—＊￣＊￣￣＇?Ｗｃｔｓｗｂ?＼??＼??＊?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｆｌｏｗ?＇：ｉ——．．．．．．．．??＜？?＇?Ｕｊ－??（ａ）?（ｂ）??图１．４两种微带线－槽线过渡结构??（ａ）打孔结构?（ｂ）矩形槽线过渡结构??在高频段时容易产生寄生效应，随着频率的升高，寄生效应更加明显。此外，值得一提??的是，电磁波通过金属通孔时不会形成信号回路，导致信号不完整，这样就需要额外引??入信号回路孔来改善这种过渡结构性能。而在金属地板上或中间公用地上开矩形槽的过??渡方式很大程度上缓解了直接层间打孔方法的不足［３３］，这也是倍受众多研究人员关注和??讨论的层间过渡方法。图１．４（ｂ）就给出了在公共地板上蚀刻矩型槽的过渡结构示意图，??该结构由上下两层微带线和中间蚀刻矩形槽的公用金属地构成
（ｃ）?（ｄ）??图１．５四种常见的微带线－槽线过渡结构??（ａ）微带线终端短路，槽线终端１／４波长?（ｂ）微带线和槽线均终端１／４波长??（ｃ）微带线终端短路，槽线终端１／４波长圆形谐振器??（ｄ）微带线和槽线终端均１／４波长圆形谐振器??均匀加载会改善滤波响应的带内平稳度和矩形系数。但在对带内平稳度要求不是特别高??的情况下，可以采用均匀加载的方式简化结构和优化难度。??Ｈ?Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ??图１．６终端加载多条枝节的微带线－槽线过渡结构??除上述常见的几种微带线－槽线过渡结构外，图１．６又给出了一种不一样的终端多枝??节加载结构，该结构最早是在１９９４年，由学者Ｓｏｌｔｓｉａｋ所提出［３４］。可以预测，这种结构??能够更好地优化该过渡结构的带内性能。但前提是要降低微带线的特性阻抗和增加槽线??的特性阻抗，在两个多枝节之间的重叠部分很少的前提下，即降低微带线与槽线各自加??载部分的耦合，才能显著地提高通带内响应。??１．３本文主要研究内容和创新点??根据上文论述可发现
【参考文献】：
博士论文
[1]基于混合传输线结构的多层平面差分滤波器的研究[D]. 郭欣.南京理工大学 2016
[2]无线通信系统中的高性能小型化无源元件研究[D]. 王建朋.电子科技大学 2008
硕士论文
[1]新型超宽带巴伦及其应用研究[D]. 林善明.南京理工大学 2016
[2]基于微带—槽线过渡结构的无源超宽带器件设计[D]. 杨樊.西安电子科技大学 2014
本文编号：2913375
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