S波段带通滤波器研究

发布时间：2017-06-14 19:08

  本文关键词：S波段带通滤波器研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息时代的发展,信息传播所需的通信频率,成为了重要资源。具有优秀频分复用性能的通信系统成为发展的方向。滤波器在通信系统中起到选择信号,过滤干扰、抑制杂散、衰减噪声、频分复用的功能。滤波器功能的正常实现,直接影响整个通信系统的好坏,在整个通信系统中具有重要作用。研制性能好、体积小、成本低的滤波器已成为微波行业研究的热点。在滤波器研究工作中,首先需要分析解决的理论难点是如何把集中参数LC谐振理论延伸到分布参数上来,实现耦合谐振结构,形成滤波功能。其次,需要考虑在实际工程中,如何采用新工艺新材料,在微小尺度下,实现耦合单元,完成谐振起振,还要满足损耗低,品质因数高的特点。本论文把微波工程领域使用最多的带通滤波器作为研究重点。在研制过程中,通过微波领域工程软件HFSS,设计仿真了两款滤波器。一款是结构紧密成本低廉的微带带通滤波器。一款是结构复杂功能更全面体积更有优势的LTCC带通滤波器。以微带带通滤波器研制过程为例,阐述了滤波器结构原理和HFSS设计模型、优化仿真的方法,通过耦合间距调整,谐振单元长度调整,抽头补偿调整,完成了交叉指结构滤波器的仿真。通过薄膜溅射工艺成功实现滤波器从设计到实物的转变。在LTCC滤波器探索研制过程中,以交叉耦合产生传输零点为理论依据,设计仿真出梳状线加载电容电感的新结构。在仿真模型上实现了高抑制度滤波器的设计,并且对缺陷地结构进行了初步的研究。然后完成LTCC滤波器加工测试,以及误差产生原因分析。最后,在滤波器小型化方面对不同结构的滤波器展开对比分析工作。
【关键词】：滤波器 交叉指耦合 薄膜工艺 LTCC工艺
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN713.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 研究背景和意义10
• 1.2 滤波器的发展和现状10-11
• 1.3 研究内容和工作安排11-12
• 1.4 论文的结构安排12-13
• 第二章 微波理论基础13-24
• 2.1 通信系统13-14
• 2.1.1 通信系统组成13-14
• 2.1.2 滤波器在通信系统中的作用14
• 2.2 麦克斯韦方程14-15
• 2.3 传输线理论15-17
• 2.4 微波平面传输线17-21
• 2.4.1 微带线17-19
• 2.4.2 带状线19-21
• 2.5 微波网络分析21
• 2.6 散射参量S21-23
• 2.7 章节小结23-24
• 第三章 滤波器设计原理24-38
• 3.1 滤波器基本概念24-25
• 3.2 滤波器主要技术指标25-26
• 3.3 滤波器理论设计26-29
• 3.3.1 镜像参量法26
• 3.3.2 插入损耗法26-29
• 3.4 低通原型滤波器29-31
• 3.5 低通原型转换31-32
• 3.6 倒置变换32-33
• 3.7 平行耦合滤波器的设计33-37
• 3.7.1 平行耦合滤波器分析34-36
• 3.7.2 平行耦合滤波器的设计过程36-37
• 3.8 章节小结37-38
• 第四章 微波带通滤波器的工程研制38-58
• 4.1 微波带通滤波器研制38-40
• 4.1.1 滤波器电性能指标38
• 4.1.2 材质选择38-40
• 4.2 交叉指耦合结构分析40-41
• 4.3 平行耦合转换交叉指耦合41-42
• 4.4 交叉指耦合滤波器建模仿真42-44
• 4.5 各参数优化44-48
• 4.5.1 谐振单元长度优化44-46
• 4.5.2 耦合线间隙优化46-47
• 4.5.3 抽头补偿优化47-48
• 4.6 最终仿真结果及分析48-49
• 4.7 终端加载电容式结构探索49-50
• 4.8 微带样品投版加工50-51
• 4.9 微带滤波器裸基片测试51-55
• 4.9.1 测试设备和测试方案51-52
• 4.9.2 数据图片数据整理52-55
• 4.9.3 数据分析及测试结论55
• 4.10 交叉指带通滤波器体积分析55-56
• 4.11 S波段交叉指带通滤波器研究56-57
• 4.12 本章小结57-58
• 第五章S波段LTCC带通滤波器研制58-78
• 5.1 LTCC滤波器研制项目背景58
• 5.2 LTCC工艺分析58-59
• 5.3 LTCC材料选择与工艺难点59-61
• 5.4 S波段LTCC滤波器研制指标61-62
• 5.5 LTCC滤波器结构考虑62-63
• 5.5.1 传输零点的引入62-63
• 5.5.2 交叉耦合原理分析63
• 5.6 S波段LTCC滤波器建模仿真63-70
• 5.6.1 单级谐振单元建模仿真64-65
• 5.6.2 滤波器理想结构整体建模65-68
• 5.6.3 缺陷地结构探索68-70
• 5.7 LTCC样品投版加工70-71
• 5.8 LTCC滤波器夹具测试71-73
• 5.9 LTCC滤波器测试数据分析73-74
• 5.10 LTCC带通滤波器误差原因分析74-76
• 5.10.1 带状线线宽误差分析74-75
• 5.10.2 介质基片介电常数误差分析75
• 5.10.3 介质基片厚度误差分析75-76
• 5.11 滤波器小型化分析76-77
• 5.12 章节小结77-78
• 第六章 结论和展望78-79
• 6.1 本论文的主要研究成果78
• 6.2 下一步工作展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83

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