在現(xiàn)代微波毫米波系統(tǒng)中,濾波器作為通信系統(tǒng)的關鍵器件之一,其性能優(yōu)劣直接影響到整個通信系統(tǒng)的質(zhì)量。為了實現(xiàn)高性能濾波器,通常采用濾波器綜合的方法來設計所要求的濾波響應結構。這不僅可以引入全新拓撲結構,還能為后續(xù)的設計、調(diào)試等提供理論指導。本文針對現(xiàn)代濾波器綜合中面臨的一些問題展開討論,包括:新型高性能直線拓撲的混合耦合濾波器綜合設計;線性頻變耦合濾波器綜合以及頻變耦合系數(shù)提取;帶有高次頻變耦合系數(shù)的頻變?yōu)V波器綜合設計;帶有源與負載頻變耦合的濾波器綜合設計。本文的具體工作和創(chuàng)新如下:1、基于傳統(tǒng)的混合耦合濾波器綜合方法,在兩個垂直放置的圓形介質(zhì)集成波導諧振器的中間金屬層嵌入兩個圓孔引入豎直方向的電磁耦合,并通過改變圓孔尺寸和位置調(diào)整電磁耦合系數(shù),實現(xiàn)了一個可控的傳輸零點,在緊湊結構的基礎上提高了濾波器選擇性;2、給出了新型的電磁耦合分離的混合耦合拓撲結構,在考慮了電磁耦合幅度的同時還考慮了端口到電磁耦合區(qū)域的電長度。針對該拓撲結構,討論了不同電磁耦合系數(shù)比和電長度比條件下傳輸零點個數(shù)和位置的分布情況。并設計了三款帶有不同位置和數(shù)量傳輸零點的高性能濾波器。在此基礎上設計了一款平衡微帶濾波器,不僅實現(xiàn)了高選擇性和寬上阻帶的差模頻率響應,同時在很寬的頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)了高共模抑制。進而基于單個濾波器的混合耦合特性以及兩個濾波器的相互加載影響,設計了無需額外匹配網(wǎng)絡的高選擇性高隔離雙工器和高選擇性高隔離高共模抑制平衡-平衡微帶雙工器;3、通過矩陣旋轉變換的解析法將頻不變耦合矩陣變換為線性頻變耦合矩陣,并給出了提取實際結構的頻變耦合系數(shù)的方法。針對相鄰諧振器間存在的高次頻變耦合系數(shù),本文建立了零極點目標函數(shù),基于梯度優(yōu)化算法綜合高次頻變耦合矩陣,并給出了高次頻變耦合濾波器的設計流程,設計了四款帶有不同數(shù)量和位置的傳輸零點的高性能濾波器;4、在傳統(tǒng)的雙模濾波器和直線頻變耦合濾波器拓撲結構中引入頻變源與負載耦合,綜合設計了帶有頻變源與負載耦合的雙模濾波器和盒型頻變耦合濾波器。進而在設計的盒型頻變耦合濾波器基礎上,結合磁耦合具有高共模抑制的特性,設計了一款高共模抑制的頻變耦合平衡濾波器。本論文設計的濾波器和雙工器均被加工和測試,且測試結果和仿真結果吻合良好。
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN713
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 濾波器綜合簡介
        1.1.2 濾波器直接綜合理論發(fā)展
    1.2 濾波器綜合研究現(xiàn)狀
        1.2.1 混合電磁耦合濾波器綜合研究現(xiàn)狀
        1.2.2 頻變耦合濾波器綜合研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 微波濾波器綜合理論
    2.1 引言
    2.2 混合耦合濾波器綜合理論
        2.2.1 混合電磁耦合的定義
        2.2.2 混合電磁耦合濾波器耦合矩陣綜合
    2.3 頻變耦合濾波器綜合理論
        2.3.1 頻變耦合系數(shù)的定義
        2.3.2 頻變耦合濾波器耦合矩陣綜合
    2.4 混合電磁耦合和頻變耦合的辯證統(tǒng)一關系
    2.5 本章小結
第三章 混合電磁耦合濾波器綜合設計
    3.1 引言
    3.2 雙層SIW混合耦合濾波器
        3.2.1 圓形SIW諧振腔分析
        3.2.2 雙層SIW混合耦合濾波器設計
    3.3 新型直線型混合耦合濾波器綜合理論
    3.4 基于平面SIR微帶結構的混合電磁耦合濾波器設計
        3.4.1 基于混合電磁耦合的SIR濾波器
        3.4.3 結構緊湊的高選擇性及共模抑制平衡微帶濾波器
    3.5 基于高性能混合電磁耦合濾波器設計的雙工器
        3.5.1 結構緊湊的高選擇性及高隔離平面微帶雙工器
        3.5.2 高隔離高共模抑制無匹配網(wǎng)絡的平衡-平衡微帶雙工器
    3.6 本章小結
第四章 頻變耦合濾波器綜合設計
    4.1 引言
    4.2 基于解析法的頻變耦合濾波器綜合
        4.2.1 頻率相關耦合系數(shù)的求解
        4.2.2 頻變耦合矩陣綜合
        4.2.3 頻變耦合系數(shù)提取
    4.3 基于優(yōu)化算法的高次頻變耦合濾波器
        4.3.1 高次頻變耦合系數(shù)存在性分析
        4.3.2 高次頻變耦合矩陣綜合
        4.3.3 直線型高次頻變耦合濾波器設計
    4.4 本章小結
第五章 頻變源與負載耦合濾波器綜合設計
    5.1 引言
    5.2 頻變源與負載耦合雙模濾波器
    5.3 頻變源與負載耦合盒型濾波器
    5.4 含磁耦合的頻變源與負載耦合平衡濾波器
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的論文

【參考文獻】

相關博士學位論文 前3條

1 李奇;無線通信中微帶濾波器的研究與設計[D];西安電子科技大學;2011年

2 張小川;高性能小型化射頻及微波濾波器的研究[D];電子科技大學;2009年

3 毛睿杰;高性能小型化平面濾波器設計與應用研究[D];電子科技大學;2007年

相關碩士學位論文 前4條

1 劉襯襯;微波濾波器的綜合設計和診斷[D];南京郵電大學;2015年

2 張宛路;微波濾波器的綜合與設計[D];西安電子科技大學;2011年

3 傅宇;微帶開口環(huán)濾波器的綜合與設計[D];華南理工大學;2009年

4 陳琦;微波濾波器綜合技術[D];西安電子科技大學;2007年

本文編號：2877995