无线通信中多层结构滤波器研究

论文摘要

本文主要研究了多层结构微带谐振器带通滤波器的实现以及利用基片集成波导(SIW)技术实现单层、双层、三层和四层SIW带通滤波器。在研究基片集成波导技术时,设计了基片集成波导—微带线转换器、基片集成波导—共面波导—微带线转换器,这可以用来测试基片集成波导器件。本文对开环谐振器结构的特性进行了理论分析,给出了开环谐振器电耦合、磁耦合和混合耦合特性的分析。设计了双层结构微带开环谐振器实现的四腔切比雪夫带通滤波器和双层结构微带开环谐振器实现的准椭圆函数带通滤波器。通过仿真结果发现,应用双层结构微带开环谐振器设计的带通滤波器能够满足滤波要求,且满足了小体积要求。本文利用方形基片集成波导谐振腔和圆形基片集成波导谐振腔设计了单层两腔体级联SIW带通滤波器、双层两腔体耦合SIW带通滤波器、三层三腔体耦合SIW带通滤波器、四层四腔体耦合SIW带通滤波器和双层四腔体耦合SIW带通滤波器等。通过具体的设计过程和仿真结果可以发现利用多层结构设计的SIW带通滤波器的性能比单层结构SIW带通滤波器的性能接近或更好一些,而相应的多层结构带通滤波器的体积却更小,从而满足了无线通信中小体积的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 微波滤波器小型化研究背景与意义
• 1.2 多层结构研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第二章 微波滤波器设计理论基础
• 2.1 滤波器的技术指标
• 2.2 低通原型滤波器
• 2.2.1 巴特沃兹响应
• 2.2.2 切比雪夫响应
• 2.2.3 椭圆函数响应
• 2.2.4 线性相位响应
• 2.3 耦合理论
• 2.3.1 耦合系数
• 2.3.2 耦合方式
• 2.3.3 交叉耦合理论
• 2.4 本章小结
• 第三章 双层结构微带谐振器滤波器设计
• 3.1 方形开环谐振器特性研究
• 3.1.1 电耦合分析
• 3.1.2 磁耦合分析
• 3.1.3 混合耦合分析
• 3.2 双层结构微带谐振器滤波器设计实例
• 3.2.1 四腔切比雪夫带通滤波器设计
• 3.2.2 四腔准椭圆函数带通滤波器设计一
• 3.2.3 四腔准椭圆函数带通滤波器设计二
• 3.3 本章小结
• 第四章 基片集成波导器件设计基础
• 4.1 基片集成波导结构研究
• 4.2 基片集成波导—微带线转换器设计
• 4.3 基片集成波导—共面波导—微带线转换器设计
• 4.4 波导谐振腔特性研究
• 4.4.1 矩形波导谐振腔
• 4.4.2 圆波导谐振腔
• 4.5 本章小结
• 第五章 多层结构基片集成波导滤波器设计
• 5.1 多层结构方形SIW 带通滤波器设计实例
• 5.1.1 方形单层两腔体级联SIW 带通滤波器
• 5.1.2 方形双层两腔体耦合SIW 带通滤波器
• 5.1.3 方形三层三腔体耦合SIW 带通滤波器
• 5.1.4 方形双层四腔体耦合SIW 带通滤波器
• 5.2 多层结构圆形SIW 带通滤波器设计实例
• 5.2.1 圆形单层两腔体级联SIW 带通滤波器
• 5.2.2 圆形双层两腔体耦合SIW 带通滤波器
• 5.2.3 圆形三层三腔体耦合SIW 带通滤波器
• 5.2.4 圆形四层四腔体耦合SIW 带通滤波器
• 5.2.5 圆形双层四腔体耦合SIW 带通滤波器
• 5.3 本章小结
• 第六章 工作总结与课题展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 论文中的几点感受
• 6.3 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻读硕士期间发表的论文