基于盒型拓扑结构的平面微波滤波器理论研究及应用
发布时间：2021-09-18 13:16
微波滤波器是通信系统的核心器件,其特性的优劣程度对整个系统性能起着举足轻重的作用,其研究热点是小型化、高选择性、零点位置可控、低成本为主流的滤波器技术和结构,盒型拓扑结构平面微波滤波器是其重要的研究方向。本文首次提出了对角耦合盒型拓扑结构（阶数≥4）及理论分析方法,提出了对角交叉耦合单模、单双模、双层双模、三模容性加载型四类盒型拓扑结构平面微波滤波器分析方法。研制完成了以上四类滤波器的优化设计、平面电路加工和制作、测试与调试,验证了本文提出的拓扑结构、分析方法及四类盒型滤波器设计的准确性。从而突破了微波滤波器的小型化、高选择性、零点位置可控和低成本等关键技术难题,创建了基于基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）和微带型等对角耦合盒型拓扑结构平面微波滤波器的理论分析方法及应用能力。本文主要研究内容及创新点如下:1.提出了对角耦合盒型拓扑结构（阶数≥4）及理论分析方法。基于特征多项式函数零极点优化方法,给出了N+2阶线性频变耦合矩阵综合方法;研究了混合电磁耦合分析方法,修正了基于该方法的有限传输零点（Finite Transmission Ze...
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：195 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
基于S
第二章盒型拓扑结构平面微波滤波器理论和方法研究第37页LT1T2P1P2port1port2Port1"Port2"图2.13平衡四端口馈电的双模SIW谐振器MaxMin(a)TE101模(b)TE102模(c)TE201模(d)TE202模MaxMin(e)TE103模(f)TE301模(g)TE203模(h)TE302模图2.14基于微扰金属柱的方形SIW谐振器中前8个模式的电场分布差模响应（DM21S和DM11S）和共模响应（CM21S和CM11S）的S参数与四端口的标准S参数之间的转换关系为：DM212"121"2"1"21DM111"111"1"1"11CM212"121"2"1"21CM111"111"1"1"11=2=2=2=2SSSSSSSSSSSSSSSSSSSS++++++++(2.67)基于图2.13所示双模结构的仿真结果如图2.15所示，验证了上文的分析结果。考虑双端口的非平衡滤波器时，TE102和TE201模式实现两个传输极点，TE101、TE202、TE301、TE103、TE302和TE203等模式提供旁路耦合。由于在通带下方只存在一个模式，即TE101模，且馈线与TE101模耦合较强，因此TE101模为其中一个主要的非谐振模式。在通带上方，TE203和TE302模式远离通带附近，且与馈线耦合较弱，而TE202、TE301和TE103模式更接近通带附近，因此TE202、TE301和TE103模式也为主要的非谐振模式。采用近似处理，可以忽
第二章盒型拓扑结构平面微波滤波器理论和方法研究第37页LT1T2P1P2port1port2Port1"Port2"图2.13平衡四端口馈电的双模SIW谐振器MaxMin(a)TE101模(b)TE102模(c)TE201模(d)TE202模MaxMin(e)TE103模(f)TE301模(g)TE203模(h)TE302模图2.14基于微扰金属柱的方形SIW谐振器中前8个模式的电场分布差模响应（DM21S和DM11S）和共模响应（CM21S和CM11S）的S参数与四端口的标准S参数之间的转换关系为：DM212"121"2"1"21DM111"111"1"1"11CM212"121"2"1"21CM111"111"1"1"11=2=2=2=2SSSSSSSSSSSSSSSSSSSS++++++++(2.67)基于图2.13所示双模结构的仿真结果如图2.15所示，验证了上文的分析结果。考虑双端口的非平衡滤波器时，TE102和TE201模式实现两个传输极点，TE101、TE202、TE301、TE103、TE302和TE203等模式提供旁路耦合。由于在通带下方只存在一个模式，即TE101模，且馈线与TE101模耦合较强，因此TE101模为其中一个主要的非谐振模式。在通带上方，TE203和TE302模式远离通带附近，且与馈线耦合较弱，而TE202、TE301和TE103模式更接近通带附近，因此TE202、TE301和TE103模式也为主要的非谐振模式。采用近似处理，可以忽
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型负耦合结构在基片集成波导滤波器中的应用[J]. 刘庆,吕大龙,卞晨阁,周东方. 强激光与粒子束. 2019(12)
[2]直线型端口类盒型拓扑结构微带滤波器设计[J]. 刘庆,吕大龙,孙久会,周东方,张德伟. 强激光与粒子束. 2019(09)
[3]基于非谐振节点的盒型拓扑结构基片集成波导滤波器设计[J]. 刘庆,周东方,吕大龙,沈威宇,张德伟,张毅. 电子学报. 2019(05)
[4]双/三模基片集成波导和共面波导混合结构滤波器设计[J]. 刘庆,周东方,张德伟,王树兴,吕大龙,张毅. 电子学报. 2018(04)
[5]基于奇偶模分析法的四模谐振器结构的双通带带通滤波器设计[J]. 张德伟,王树兴,刘庆,周东方,张毅,吕大龙,吴瑛. 电子学报. 2018(02)
[6]一种槽线扰动的基片集成波导双模滤波器[J]. 李荣强,肖绍球. 电子与信息学报. 2014(11)
本文编号：3400206
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：195 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
基于S
第二章盒型拓扑结构平面微波滤波器理论和方法研究第37页LT1T2P1P2port1port2Port1"Port2"图2.13平衡四端口馈电的双模SIW谐振器MaxMin(a)TE101模(b)TE102模(c)TE201模(d)TE202模MaxMin(e)TE103模(f)TE301模(g)TE203模(h)TE302模图2.14基于微扰金属柱的方形SIW谐振器中前8个模式的电场分布差模响应（DM21S和DM11S）和共模响应（CM21S和CM11S）的S参数与四端口的标准S参数之间的转换关系为：DM212"121"2"1"21DM111"111"1"1"11CM212"121"2"1"21CM111"111"1"1"11=2=2=2=2SSSSSSSSSSSSSSSSSSSS++++++++(2.67)基于图2.13所示双模结构的仿真结果如图2.15所示，验证了上文的分析结果。考虑双端口的非平衡滤波器时，TE102和TE201模式实现两个传输极点，TE101、TE202、TE301、TE103、TE302和TE203等模式提供旁路耦合。由于在通带下方只存在一个模式，即TE101模，且馈线与TE101模耦合较强，因此TE101模为其中一个主要的非谐振模式。在通带上方，TE203和TE302模式远离通带附近，且与馈线耦合较弱，而TE202、TE301和TE103模式更接近通带附近，因此TE202、TE301和TE103模式也为主要的非谐振模式。采用近似处理，可以忽
第二章盒型拓扑结构平面微波滤波器理论和方法研究第37页LT1T2P1P2port1port2Port1"Port2"图2.13平衡四端口馈电的双模SIW谐振器MaxMin(a)TE101模(b)TE102模(c)TE201模(d)TE202模MaxMin(e)TE103模(f)TE301模(g)TE203模(h)TE302模图2.14基于微扰金属柱的方形SIW谐振器中前8个模式的电场分布差模响应（DM21S和DM11S）和共模响应（CM21S和CM11S）的S参数与四端口的标准S参数之间的转换关系为：DM212"121"2"1"21DM111"111"1"1"11CM212"121"2"1"21CM111"111"1"1"11=2=2=2=2SSSSSSSSSSSSSSSSSSSS++++++++(2.67)基于图2.13所示双模结构的仿真结果如图2.15所示，验证了上文的分析结果。考虑双端口的非平衡滤波器时，TE102和TE201模式实现两个传输极点，TE101、TE202、TE301、TE103、TE302和TE203等模式提供旁路耦合。由于在通带下方只存在一个模式，即TE101模，且馈线与TE101模耦合较强，因此TE101模为其中一个主要的非谐振模式。在通带上方，TE203和TE302模式远离通带附近，且与馈线耦合较弱，而TE202、TE301和TE103模式更接近通带附近，因此TE202、TE301和TE103模式也为主要的非谐振模式。采用近似处理，可以忽
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型负耦合结构在基片集成波导滤波器中的应用[J]. 刘庆,吕大龙,卞晨阁,周东方. 强激光与粒子束. 2019(12)
[2]直线型端口类盒型拓扑结构微带滤波器设计[J]. 刘庆,吕大龙,孙久会,周东方,张德伟. 强激光与粒子束. 2019(09)
[3]基于非谐振节点的盒型拓扑结构基片集成波导滤波器设计[J]. 刘庆,周东方,吕大龙,沈威宇,张德伟,张毅. 电子学报. 2019(05)
[4]双/三模基片集成波导和共面波导混合结构滤波器设计[J]. 刘庆,周东方,张德伟,王树兴,吕大龙,张毅. 电子学报. 2018(04)
[5]基于奇偶模分析法的四模谐振器结构的双通带带通滤波器设计[J]. 张德伟,王树兴,刘庆,周东方,张毅,吕大龙,吴瑛. 电子学报. 2018(02)
[6]一种槽线扰动的基片集成波导双模滤波器[J]. 李荣强,肖绍球. 电子与信息学报. 2014(11)
本文编号：3400206
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