基于SIW结构的双通带滤波器研究

发布时间：2017-05-18 00:10

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【摘要】：基片集成波导是在介质基板上开两排对称的金属圆孔来实现类似矩形波导的一种新颖微波平面结构。由于金属圆孔间的距离远远小于工作波长,所以相邻圆孔间隙泄露的能量极小。它结合了矩形波导和微带传输线两方面的特性,具有品质因数高、功率容量大、辐射损耗小、容易加工和集成等优点。在滤波器、耦合器、天线、功分器、振荡器等微波电路中广泛应用。本文主要研究基于基片集成波导结构的带通滤波器的设计,将SIW结构与互补开口谐振环相结合,设计出一款双通带滤波器,该滤波器具有良好的通带内回波损耗和带外抑制。主要工作如下：1.介绍了滤波器的的基本性能参数及设计理论,并且为了减小基片集成波导与其他微波平面电路连接时阻抗不匹配造成的反射和功率损耗,设计出基片集成波导和阻抗匹配微带线连接器。2.在基片集成波导结构的基础上,引入互补开口谐振环结构设计出一款单通带滤波器。该滤波器中心频率为3.5GHz,通带内回波损耗达到20dB,带外抑制优于40dB,具有良好带外抑制和频率选择性。并分析了互补开口谐振环各项尺寸参数对滤波器传输通带的影响。3.通过引入两组尺寸参数不同的互补开口谐振环结构设计出了一款双通带滤波器,在面积不变的情况下实现了双通带特性。该滤波器的中心频率为2.4GHz和3.5GHz,通带内回波损耗达到25dB,带外抑制优于40dB,具有良好的通带内回波损耗及带外抑制。实测结果与仿真结果基本吻合,验证了结构的优越性。
【关键词】：基片集成波导 互补开口谐振环 双通带滤波器 回波损耗 带外抑制
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN713
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 基片集成波导滤波器研究背景8-9
• 1.2 基片集成波导滤波器研究现状9-10
• 1.3 本文主要内容和结构安排10-12
• 第二章 滤波器基本理论12-26
• 2.1 滤波器的性能指标12-15
• 2.2 低通滤波器原型的类别15-20
• 2.2.1 归一化低通原型滤波器15-17
• 2.2.2 特沃斯低通原型滤波器17-18
• 2.2.3 切比雪夫型低通原型滤波器18-19
• 2.2.4 椭圆函数型低通原型滤波器19-20
• 2.3 频率变换20-23
• 2.3.1 低通到带通的频率变化20-21
• 2.3.2 低通到带阻的频率变化21-22
• 2.3.3 低通到高通的频率变化22-23
• 2.4 阻抗和导纳变换23-25
• 2.5 微波滤波器的种类25-26
• 第三章 SIW结合CSRR结构单通带滤波器的设计26-39
• 3.1 基片集成波导的基本结构和传播特性26-28
• 3.2 基片集成波导阻抗匹配连接线的设计28-30
• 3.3 基于CSRR的基片集成波导带通滤波器的设计30-36
• 3.3.1 SRR和CSRR基本理论的介绍30-31
• 3.3.2 基片集成波导结合CSRR结构的带通滤波器实例31-34
• 3.3.3 分析CSRR尺寸参数的改变对滤波器通带的影响34-36
• 3.4 SIW加载二阶二环CSRR结构的单通带滤波器的设计36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 SIW结合CSRR结构双通带滤波器的设计39-47
• 4.1 多频段滤波器简介39-40
• 4.2 SIW加载CSRR结构的双通带滤波器的设计分析40-42
• 4.3 SIW加载二阶二环CSRR结构的双通带滤波器的设计实例42-44
• 4.4 实物测试和对比分析44-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第五章 总结和展望47-48
• 参考文献48-53
• 致谢53-54
• 攻读硕士期间取得的成果54

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本文编号：374776