等时延带通滤波器的研究

论文摘要

微波等时延带通滤波器一直是滤波器的设计难点,如何在其带外衰减和带内等时延之间取得折中,常常是设计者关注的焦点。随着现代高质量微波通讯系统的发展,不仅要求微波滤波器振幅响应满足预定指标,同时还要在整个通带内具有近似常数的时延(即相位响应呈线性)特性,这就使得微波等时延滤波器的研究具有重要的工程应用价值。本文以等间距线性相位多项式理论为基础,利用线性相位低通原型网络综合、仿真、设计了一款8腔微波等时延带通滤波器,其通带频率为1.910GHz~2.015GHz,实现带内插损0.4dB,带内波动±0.1dB;时延9.5ns,时延平坦度达±0.1ns;回波损耗达24dB。在深入理解反射群时延的基础上,我们尝试用反射群时延法对滤波器进行调试,大大降低了调试的复杂度。采用同轴腔体物理结构,使得交叉耦合极点的引入位置相较于梳状线和波导滤波器更为灵活,结构更紧凑。利用现代仿真软件先进行电路仿真,获得理想的响应曲线和相应的耦合系数值,再进行场仿真,模拟出物理结构,大大缩短了滤波器的设计周期,方便了滤波器的批量生产和加工。本文重点研究了较大带宽情况下,引入一个交叉耦合时带内时延不平坦(带内时延对频率成线性响应)的情况。在原滤波器结构上再引入一个特性相反的交叉耦合,反复调整该耦合的强度大小,消除了带内时延的线性响应问题,达到了±0.1ns时延平坦度要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 等时延滤波器的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 等时延滤波器基本理论
• 2.1 概述
• 2.2 等间距线性相位多项式理论
• 12（p）'>2.2.1 构造散射转移函数S₁₂（p）
• 2.2.2 等间距线性相位多项式
• 2.2.3 低通原型网络综合
• 2.2.4 线性相位滤波器低通原型的特性
• 2.3 单一传输零点理论
• 2.3.1 单一极点近似函数
• 2.3.2 单一极点型滤波器综合
• 2.3.3 奇阶等效电路
• 第三章 耦合谐振器反射群时延调谐法
• 3.1 反射群时延与耦合系数对应关系
• 3.2 实验研究
• 第四章 等时延滤波器设计与实现
• 4.1 指标分析
• 4.2 电路仿真
• 4.3 结构模拟
• 4.4 反射群时延法调试
• 4.5 结果分析
• 4.6 改进设计
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的成果