基于基片集成波导结构的小型化滤波器技术的研究

发布时间：2021-06-16 05:07

　　随着现代通信技术的不断发展,4G技术的普及以及5G时代的到来,人们对无线通信系统的需求越来越大。作为通信系统中重要的一部分,高性能而且小型化的滤波器越来越重要。基片集成波导结构（Substrate Integrated Waveguide,SIW）因其具有平面化,高性能,易集成,低损耗,隔离度高等优点而成为微波电路设计中一个重要的选择。但由于SIW结构类似于金属波导结构而导致其相对于微带结构尺寸较大,限制了其在微波电路中的应用。因此,研究SIW的小型化技术,探索新的SIW结构的小型化设计方法具有重要的应用价值与长远的科学意义。本文分析了SIW结构的几种小型化方法,并且将其中的几种的小型化方法混合在一起使用以提高SIW结构的小型化程度。本文主要研究工作与创新点如下:1.本文分析了半模基片集成波导结构（HMSIW）的各个谐振模式电场分布情况,在特定位置开槽用来偏移特定的高次模,使收扰动的谐振模式与基模靠近一起形成一个通带。并且由各个谐振模式的电磁分布情况确定了输入输出端口位置,避免HMSIW结构的其他高次模的干扰。在此基础上在HMSIW上加载互补开口谐振环（CSRR）结构以设计一个结构紧凑... 

【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１矩形ＳＩＷ结构??为了详细分析研宄ＳＩＷ结构，我们可以将ＳＩＷ结构等效到一个金属矩形波??

被广泛的应用在无源微波器件的设计与制造，包括滤波器ｔＷＧ］、功分器⑴１、天??线［１２］等，同样在有源器件中，ＳＩＷ结构也有成功的应用，例如震荡器［｜３】、混频??器［１４］等。在图１－１中可以看出ＳＩＷ结构是一种封闭的自封装（Ｓｅｌｆ－Ｐａｃｋａｇｅ）结??构，其主要损耗来源于介质损耗与导体损耗，辐射损耗非常小，可以忽略不??计。??ＳＩＷ结构一方面具有金属波导结构的低损耗，高功率容量的特性，另一方??面ＳＩＷ结构又具有平面微带结构易于与平面电路集成的特性。在图１－２中可以??看出ＳＩＷ结构与金属波导结构，微带结构的详细对比。??Ｌｏｓｓ?个??＂?Ｉ?厂—广娜??麵??图１－２?ＳＩＷ结构与金属波导，微带线以及介质谐振器的对比??因此在滤波器设计中ｓｉｗ结构被广泛用，在ｓｉｗ技术发展早期，其研究的??方向主要集中在电路功能的实现比如谐振单元的设计【１５］、实现电磁耦合［１６，１７］、??选择不同的拓扑结构［１８，１９】、产生传输零点以提高选择性［Ｍ，２１ｉ２２］、设计可调节与??３??

小型化方法??为了解决ＳＩＷ结构在低频段面积过大的问题，洪伟等学者提出了?ＨＭＳＩＷ??结构［２６］如图１－４所示，ＳＩＷ结构主模在ＳＩＷ结构中的分布情况，沿着中间线切??割后，电磁场分布情况变化很小，具体在文章［３４］中有详细的分析。从Ｓ１Ｗ结??构的宽度与高度的特性可知，切割面可近似为等效磁壁，而且为了补偿这种方??法对ＳＩＷ电磁特性的影响，在设计ＨＭＳＩＷ结构时可以将介质板与下表面向外??突出一部分己达到补偿的作用。在图１－４中可以看出ＨＭＳＩＷ的主模电场分布??情况与原来ＳＩＷ结构的主模电场分布情况一半基本一致，因此二者的导波特性??相似，但ＨＭＳＩＷ结构面积却比ＳＩＷ结构的面积减小了接近一半，达到了小型??化的目的。??５??

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于新型CSRR结构的SIW双频滤波器[J]. 何婉霞,肖中银,姜逸飞.  电子测量技术. 2017(10)
[2]基于EBG结构的基片集成波导超宽带带通滤波器[J]. 李丹,童创明,彭鹏,余定旺,邹雄.  工程设计学报. 2013(01)



本文编号：3232424