多模諧振器的研究及其在微波器件中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2022-02-14 13:54
本論文在對(duì)多模諧振器的結(jié)構(gòu)與傳輸特性系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,針對(duì)現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)小型化、多通帶、低成本和高性能等需求,對(duì)雙通帶濾波器、差分濾波器以及并聯(lián)反饋型振蕩電路進(jìn)行了深入的研究。本文的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)采用基片集成波導(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide,SIW)雙模諧振腔加載互補(bǔ)開(kāi)口諧振環(huán)(Complementary Split-Ring Resonator,CSRR)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雙通帶濾波器,仿真和測(cè)試結(jié)果表明該濾波器具有通帶插損小、耦合強(qiáng)度可控和設(shè)計(jì)方便等優(yōu)點(diǎn);采用雙模E型槽線諧振器加載SIW腔體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雙通帶濾波器,仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果表明該濾波器具有通帶插損小、中心頻率可調(diào)和帶外抑制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在該設(shè)計(jì)中提出一種用E型槽線加載SIW腔體實(shí)現(xiàn)小型化的方法,實(shí)驗(yàn)證明了該方法的有效性。(2)提出在不同金屬層加載差分輸入輸出端口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了雙通帶SIW差分濾波器,利用空氣槽加載SIW腔體的方法構(gòu)建了雙模SIW諧振腔,同時(shí)利用在SIW腔體的上金屬層加載CSRR構(gòu)建了另一個(gè)差模通帶,使得該濾波器的差模中心頻率可調(diào)。仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果表明該差分濾波器具有電路面...
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1文章結(jié)構(gòu)與關(guān)系/下意圍??從以上研宄背景可以發(fā)現(xiàn),小型化、低成本、易加工的濾波器、差分濾波器,以及??研究低相噪高性能的振蕩器、雙推振蕩器具有重要的研宄價(jià)值和實(shí)際的工程意義,其性??1??
?1????|?—I?卜w4??w5??;?;?一?^sl??1,?j?r?{W3????;w?1?U?J???__??-u,?j?-----^??(a)?(b)??Z〇?A<?A,?z"?士??Input????卜?^廣,??Tri-m〇dc?}?;ra?f^i??stub-loaded?SIR?*?7.x??u,2i??^m?‘?丄??OiUput?T??h—?/2?—*if*—?/|?—*f|*—?/6?—?!??(c)??圖1.2(a)文獻(xiàn)[1]緊湊型單通帶濾波器;(b)文獻(xiàn)[2】雙模帶阻濾波器;??(c)文獻(xiàn)[1丨]多波段帶通濾波器??2.基于多模諧振器的SIW濾波器為了解決微帶線技術(shù)在高頻段插入損耗大、??0值低等缺點(diǎn),SIW技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。在S1W技術(shù)中,構(gòu)建多模諧振器通常有兩種主要??的方法:第一種是依靠SIW腔體諧振單元,例如圖1.3(a),利用的是圓形S1W腔體諧振??單元,通過(guò)加載兩個(gè)圓形通孔,使得圓形SIW腔體諧振器中的簡(jiǎn)并模分裂開(kāi)來(lái),形成??兩個(gè)傳輸極點(diǎn)[231。又如圖1.3(b),利用的是矩形SIW腔體諧振單元,通過(guò)在腔體正中央??加栽幾個(gè)金厲化通孔,破壞了矩形SIW腔體主模TE,m的電場(chǎng)分布,使得TEm的諧振??頻率向模TElfl2或者模TE2m的諧振頻率靠攏,從而通過(guò)使用SIW腔體的主模和簡(jiǎn)并模??構(gòu)建了三模諧振單元?1。第二種方法是在SIW腔體的消逝波模式下,通過(guò)加載多模諧??振器,例如文獻(xiàn)[32】,在腔體的正反兩面刻著兩個(gè)大小不同的雙;パa(bǔ)開(kāi)口諧振環(huán)(Dual??Mode?Complementary?Split-Ring?Resonat
文獻(xiàn),該結(jié)構(gòu)在小型化的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了雙通帶、高共模抑制和易加工等優(yōu)點(diǎn)。??1.2.2基于多模諧振器的振蕩器的研宄概況??振蕩器主要應(yīng)用于連續(xù)波信號(hào)發(fā)生器中。在微波系統(tǒng)中,它可以當(dāng)做本地振蕩源,??用于頻率的上下變頻。在雷達(dá)系統(tǒng)中,振蕩器可以作為頻率源。隨著無(wú)線通信設(shè)備的發(fā)??展和收發(fā)系統(tǒng)的日益增多,通道之間的干擾越來(lái)越嚴(yán)重,為了能獲得更加準(zhǔn)確的信息和??數(shù)據(jù),對(duì)頻率源功率、相位噪聲等提出了更高的要求。如何獲得更低的相位噪聲成為現(xiàn)??在研究的熱點(diǎn)。??(a)?(b)?(c)??圖1.6并聯(lián)反饋型振蕩器。(a)文獻(xiàn)[89]基于四階微帶濾波器的振蕩器;(b)文獻(xiàn)丨95]基于矩形??SIW腔體的振蕩器;(c)文獻(xiàn)[96]基于圓形SIW腔體的振蕩器??1.基于低相位噪聲的并聯(lián)反饋振蕩器圖1.6⑷描述了文獻(xiàn)[89]中??的基于四階微帶橢圓濾波器的振蕩器結(jié)構(gòu)圖,為了獲得較低的相位噪聲,把濾波器通帶??內(nèi)群延遲最高的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率作為振蕩頻率。由于微帶濾波器本身的0值較低,研究者??們使用具有高無(wú)載0值的SIW濾波器代替環(huán)路中的微帶濾波器來(lái)設(shè)計(jì)振蕩器,如圖丨.6(b)??給出了文獻(xiàn)[95]中振蕩器的結(jié)構(gòu)實(shí)物圖,使用S丨W矩形腔體濾波器作為振蕩器的選頻元??件,濾波器的通帶是由腔體中的簡(jiǎn)并模(TE1()2和TE2Cm)構(gòu)成的,由于交叉耦合,在靠近??通帶的上邊帶產(chǎn)生兩個(gè)傳輸零點(diǎn),選擇濾波器群延遲的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率作為最終的振??蕩頻率。同理,在圖1.6(c)中,作者提出了文獻(xiàn)[96]中振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖,環(huán)路中使用??的是圓形SIW腔體濾波器,通帶由圓形腔體的簡(jiǎn)并模構(gòu)成。為了進(jìn)一步降低相位噪聲,??文獻(xiàn)[90]給出了仏。的分析過(guò)程,研
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]基于LTCC的多層基片集成波導(dǎo)濾波器的研究[D]. 魏?jiǎn)⒏?上海交通大學(xué) 2008
本文編號(hào):3624683
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1文章結(jié)構(gòu)與關(guān)系/下意圍??從以上研宄背景可以發(fā)現(xiàn),小型化、低成本、易加工的濾波器、差分濾波器,以及??研究低相噪高性能的振蕩器、雙推振蕩器具有重要的研宄價(jià)值和實(shí)際的工程意義,其性??1??
?1????|?—I?卜w4??w5??;?;?一?^sl??1,?j?r?{W3????;w?1?U?J???__??-u,?j?-----^??(a)?(b)??Z〇?A<?A,?z"?士??Input????卜?^廣,??Tri-m〇dc?}?;ra?f^i??stub-loaded?SIR?*?7.x??u,2i??^m?‘?丄??OiUput?T??h—?/2?—*if*—?/|?—*f|*—?/6?—?!??(c)??圖1.2(a)文獻(xiàn)[1]緊湊型單通帶濾波器;(b)文獻(xiàn)[2】雙模帶阻濾波器;??(c)文獻(xiàn)[1丨]多波段帶通濾波器??2.基于多模諧振器的SIW濾波器為了解決微帶線技術(shù)在高頻段插入損耗大、??0值低等缺點(diǎn),SIW技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。在S1W技術(shù)中,構(gòu)建多模諧振器通常有兩種主要??的方法:第一種是依靠SIW腔體諧振單元,例如圖1.3(a),利用的是圓形S1W腔體諧振??單元,通過(guò)加載兩個(gè)圓形通孔,使得圓形SIW腔體諧振器中的簡(jiǎn)并模分裂開(kāi)來(lái),形成??兩個(gè)傳輸極點(diǎn)[231。又如圖1.3(b),利用的是矩形SIW腔體諧振單元,通過(guò)在腔體正中央??加栽幾個(gè)金厲化通孔,破壞了矩形SIW腔體主模TE,m的電場(chǎng)分布,使得TEm的諧振??頻率向模TElfl2或者模TE2m的諧振頻率靠攏,從而通過(guò)使用SIW腔體的主模和簡(jiǎn)并模??構(gòu)建了三模諧振單元?1。第二種方法是在SIW腔體的消逝波模式下,通過(guò)加載多模諧??振器,例如文獻(xiàn)[32】,在腔體的正反兩面刻著兩個(gè)大小不同的雙;パa(bǔ)開(kāi)口諧振環(huán)(Dual??Mode?Complementary?Split-Ring?Resonat
文獻(xiàn),該結(jié)構(gòu)在小型化的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了雙通帶、高共模抑制和易加工等優(yōu)點(diǎn)。??1.2.2基于多模諧振器的振蕩器的研宄概況??振蕩器主要應(yīng)用于連續(xù)波信號(hào)發(fā)生器中。在微波系統(tǒng)中,它可以當(dāng)做本地振蕩源,??用于頻率的上下變頻。在雷達(dá)系統(tǒng)中,振蕩器可以作為頻率源。隨著無(wú)線通信設(shè)備的發(fā)??展和收發(fā)系統(tǒng)的日益增多,通道之間的干擾越來(lái)越嚴(yán)重,為了能獲得更加準(zhǔn)確的信息和??數(shù)據(jù),對(duì)頻率源功率、相位噪聲等提出了更高的要求。如何獲得更低的相位噪聲成為現(xiàn)??在研究的熱點(diǎn)。??(a)?(b)?(c)??圖1.6并聯(lián)反饋型振蕩器。(a)文獻(xiàn)[89]基于四階微帶濾波器的振蕩器;(b)文獻(xiàn)丨95]基于矩形??SIW腔體的振蕩器;(c)文獻(xiàn)[96]基于圓形SIW腔體的振蕩器??1.基于低相位噪聲的并聯(lián)反饋振蕩器圖1.6⑷描述了文獻(xiàn)[89]中??的基于四階微帶橢圓濾波器的振蕩器結(jié)構(gòu)圖,為了獲得較低的相位噪聲,把濾波器通帶??內(nèi)群延遲最高的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率作為振蕩頻率。由于微帶濾波器本身的0值較低,研究者??們使用具有高無(wú)載0值的SIW濾波器代替環(huán)路中的微帶濾波器來(lái)設(shè)計(jì)振蕩器,如圖丨.6(b)??給出了文獻(xiàn)[95]中振蕩器的結(jié)構(gòu)實(shí)物圖,使用S丨W矩形腔體濾波器作為振蕩器的選頻元??件,濾波器的通帶是由腔體中的簡(jiǎn)并模(TE1()2和TE2Cm)構(gòu)成的,由于交叉耦合,在靠近??通帶的上邊帶產(chǎn)生兩個(gè)傳輸零點(diǎn),選擇濾波器群延遲的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率作為最終的振??蕩頻率。同理,在圖1.6(c)中,作者提出了文獻(xiàn)[96]中振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖,環(huán)路中使用??的是圓形SIW腔體濾波器,通帶由圓形腔體的簡(jiǎn)并模構(gòu)成。為了進(jìn)一步降低相位噪聲,??文獻(xiàn)[90]給出了仏。的分析過(guò)程,研
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]基于LTCC的多層基片集成波導(dǎo)濾波器的研究[D]. 魏?jiǎn)⒏?上海交通大學(xué) 2008
本文編號(hào):3624683
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