隨著多標準通信系統(tǒng)的發(fā)展,可重構射頻濾波器受到越來越多人的研究與關注。本文基于SIW結(jié)構,從可重構射頻濾波器理論研究到實際SIW結(jié)構設計方法,對可重構SIW濾波器進行了相關研究。首先,本文綜合分析了濾波器耦合矩陣,包括N+2耦合矩陣的構造,矩陣的相似轉(zhuǎn)換和重新配置。提出了可重構的含變量的耦合矩陣,為實際可重構濾波器提供理論指導。針對SIW具有低成本,低功耗,相對較高Q值,高功率處理能力和高密度集成的優(yōu)點,本文介紹了 SIW濾波器的饋電方式,并對可重構SIW諧振腔中心頻率設計、可重構帶寬設計和可重構外部Qe值設計進行了理論分析和具體實現(xiàn)方法的研究。基于上述設計理論和方法,本文設計了一款緊湊的雙頻帶HMSIW帶通濾波器,雙模HMSIW諧振腔通過垂直混合耦合形成了雙頻帶濾波器,大大減小了濾波器的尺寸,濾波器的兩個通帶帶寬可以獨立設計,此外還引入了三個傳輸零點,大大改善了帶外抑制,其中一個零點可以靈活設計在第二通帶的左邊或右邊。雙頻帶HMSIW濾波器可以擴展到多階濾波器,仿真設計的3階HMSIW濾波器具有5個傳輸零點,兩個通帶都具有準橢圓響應�；赒MSIW結(jié)構,本文設計了一款可重構的雙頻帶QMSIW帶通濾波器,兩個通帶可以獨立連續(xù)調(diào)諧,每個通帶只需要一個控制電壓,調(diào)諧方便,仿真和測試結(jié)果具有很好的一致性。為了進一步實現(xiàn)濾波器的小型化,本文設計了一款全可調(diào)的小型化EMSIW帶通濾波器,通過在EMSIW腔上加載短截線和變?nèi)荻䴓O管,不僅實現(xiàn)了 EMSIW濾波器的小型化,而且創(chuàng)新性地實現(xiàn)了 EMSIW濾波器的中心頻率可重構,EMSIW腔通過邊緣電耦合,在EMSIW腔之間加載變?nèi)荻䴓O管創(chuàng)新性地實現(xiàn)了帶寬可重構。此外,在通帶的上方引入了兩個傳輸零點改善了帶外抑制。仿真和測試結(jié)果都顯示濾波器中心頻率和帶寬都能連續(xù)調(diào)諧。與國內(nèi)外其他全可調(diào)的SIW濾波器相比,該全可調(diào)濾波器在保持優(yōu)良性能的情況下,獲得了最小的尺寸。
【學位單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN713
【部分圖文】：

（６）阻帶抑制：在理想情況下，我們期望濾波器的帶外抑制衰減量能趨向逡逑于無窮大，然而，在實際情況中，我們只能做到有限的帶外抑制衰減量。在現(xiàn)實逡逑情況中，通過將阻帶抑制與矩形系數(shù)相聯(lián)系，一般設計阻帶抑制量為６０ｄＢ。逡逑值得注意的是在可重構射頻濾波器的設計中，我們不是只關注某一個中心頻逡逑率的插入損耗或是回波損耗指標，可重構濾波器一般是指中心頻率可調(diào)，帶寬可逡逑調(diào)，以及外部Ｑｅ值也可調(diào)，我們需要保證可重構濾波器在整個調(diào)諧范圍內(nèi)都具逡逑有優(yōu)良的性能。逡逑２．２濾波器耦合矩陣逡逑研究濾波器電路的耦合矩陣表示形式對于ＲＦ／微波濾波器的設計非常實用，逡逑因為可以對濾波器的耦合矩陣進行求逆、相似變換等運算，這能夠簡化復雜電路逡逑的綜合過程，方便拓撲重構，優(yōu)化性能仿真。此外，耦合矩陣具有濾波器電路元逡逑件的真實特性，如每個諧振器的外部Ｑｅ值，濾波器的自耦合、主耦合，交叉耦逡逑合大小等，耦合矩陣中的這些元素與實際濾波器的電路元件唯一對應，這樣可以逡逑清楚地知道各個電路元件對電氣特性的作用。逡逑２．２．１耦合矩陣綜合逡逑／邐Ｍｉ，ｎ邐ｖ逡逑

以由導納逆變器〔９０°長度的傳輸線〉代替，其近似于許多微波耦合裝置的電特逡逑性。通過在網(wǎng)絡的每一端放置一個逆變器，也可以表示濾波器的輸入和輸出耦合，逡逑如圖２．２所示。利用額外的逆變器，矩陣的大小增加到（Ｎ＋２）邋Ｘ邋（Ｎ＋邋２）邋—一逡逑即所謂的Ｎ＋邋２耦合矩陣一一并且成為圖２．２的雙網(wǎng)絡。逡逑；邐Ｍｓ，ｌ邐＼逡逑邐Ｑ邋；邐．．．邐邐邐．邋－邐廣＇邐逡逑（Ｔ）邋｜Ｇｓ邋Ｍｓ！邋ｎ邋ｆ邋／Ｗｉ，ｊ邋］邋＃邋Ｍｉｗ邋．邋：邋Ｐ邋Ｍｒｕ邐Ｇｌ雜逡逑ｉ邋ｊ（Ｓ）ｃ＿邐［ｙｓｆｄｉ邐｜７５ｊ邋（／？）！邐｜／ＢｍＮ）｜邐Ｊ＾）邐１逡逑＼＼＼邋／邋／邋／逡逑＼＼邐＿／邋／逡逑Ｖ邐Ｍｚｎ－ｉ邐（Ｉ逡逑＇邐Ｍ２，Ｎ邐＇逡逑圖２．２經(jīng)過修改的多路耦合網(wǎng)絡低通原型，包括ＦＩＲ和導納逆變器。逡逑圖２．１中的電路僅支持對稱濾波特性，但在每個環(huán)路中增加了串聯(lián)頻率不變逡逑電抗（ＦＩＲ），電路的功能可以擴展到包括非對稱情況（見圖２．２）。隨著ＲＦ頻逡逑譜變得更加擁擠和帶外抑制要求更高，最近這些應用越來越多。ＨＲ邋（有時稱為逡逑自耦合）表示與其相關聯(lián)的諧振器的頻率偏移

邐＾邐（２．１１）逡逑０」＊＝１邋（５＿＿７八－）ｌ／ｉｌ／ｔ邋ｒ２２＊＿逡逑其次，圖２．４邋（ｂ）中每個低通諧振器的元件是級聯(lián)的（使用ＡＢＣＤ矩陣），逡逑將它們轉(zhuǎn)換為單獨的ｙ參數(shù)矩陣，然后根據(jù)網(wǎng)絡元素將它們相加以形成整體［ＹｎＪ逡逑矩陣。逡逑ｗＬ0邋N（２．⑵逡逑＿＾ｓｌ邋0」灸＝１邋（NB＾邋＋ｙ盡）＿逡逑現(xiàn)在是分析［ＹＮ］的兩個表達式，第一個是留數(shù)ｒ２１１＾ｎｒ２２ｋ以及特征值它逡逑們己經(jīng)從所需濾波函數(shù)的Ｓ２１和Ｓ２２多項式導出，第二個是根據(jù)橫向陣列的電路逡逑元件而獲得，令兩個表達式相等，這導致留數(shù)和橫向耦合矩陣元素之間的以下關逡逑系：逡逑１１逡逑

【參考文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 高浩洋;基片集成波導在微波電路中的應用研究[D];電子科技大學;2016年

本文編號：2832475