射频电调谐滤波器的研究与设计

论文摘要

面对日趋复杂的电磁环境以及变化繁多的雷达特征信号,现有的雷达侦察接收系统对多种信息的处理显得力不从心,本文从接收系统前端考虑,对其中的一种解决方法——用一个调谐频率范围宽的电调谐滤波器来替代多个固定调谐滤波器进行分析研究。这样的前端就可将系统的接收中心频率和带宽自适应到输入信号的频率和带宽,其实就是对输入信号进行一次预分选、预滤波,剔除对接收系统毫无作用的信号;同时期望能对大信号自动减小增益,对小信号增加增益,提高系统的动态范围;而且可以对干扰信号进行抑制。本文所研究的电压可调谐带通滤波器是射频选频网络中一个重要部件,它具有带宽小、中心频率调谐范围大,阻带抑制度高、频率调谐范围内带宽和滤波曲线变化很小、结构小型化等特点。在整个研究的过程中,概括起来主要做了以下几个方面的工作:1.首先从滤波器网络设计理论入手,在耦合谐振器带通滤波器的基础上,简单介绍了从低通原型滤波器到耦合谐振器可调带通滤波器的设计过程,并通过查阅大量的资料和进行公式推导得到频率变化和可调滤波器性能参数之间的关系公式。2.针对可调滤波器的设计,详细研究分析了可变电容二极管在谐振回路中的特性、介绍LC调谐滤波器的电路设计以及微带线理论。3.滤波器的设计是工作的重点,包括基本电路结构的设计、梳状线滤波器的近似等效模型,利用ADS仿真软件进行的优化设计和滤波器的测试工作三部分。前两部分工作主要是在理论设计的基础上,推算并利用软件得出实际滤波器的各个部件更精确的值。针对所设计可调谐带通滤波器调谐频率范围宽的特点,在仿真过程中采用了一些特殊的处理方法,例如改进的优化方法。第三部分的工作主要是对加工好的滤波器进行测试,并进行调试,最后分析了滤波器的某些性能不能完全满足要求存在的原因以及对该课题的后续工作开展提供一些思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 可调滤波器的研究与发展
• 1.3 本文的内容安排和个人的主要工作
• 第二章 滤波器的基本设计理论
• 2.1 电调谐滤波器
• 2.2 滤波器基本设计理论
• 2.3 耦合谐振器带通滤波器的基本设计原理
• 2.4 电调带通滤波器设计的基本问题
• 2.4.1 可调带通滤波器响应特性和外界Q 值、耦合系数的关系
• 2.4.2 电感耦合的可调滤波器
• 第三章 射频调谐滤波放大器和微带梳状线调谐滤波器的设计
• 3.1 变容二极管特性
• 3.1.1 变容二极管的等效电路分析
• 3.1.2 变容二极管的主要参数
• 3.2 电调滤波器中的变容二极管的特性
• 3.2.1 变容二极管在谐振回路中的分析
• 3.2.2 变容二极管串联或并联电容
• 3.3 LC 调谐滤波放大器的研究分析和电路设计
• 3.3.1 射频调谐滤波放大器
• 3.3.2 参差调谐滤波放大器
• 3.3.3 电调谐滤波（放大）器的电路设计
• 3.4 耦合微带线理论
• 3.4.1 微带线理论
• 3.4.2 耦合微带线的分析与综合
• 3.4.2.1 耦合微带线分析
• 3.4.2.2 耦合微带线综合
• 第四章 射频LC 电调谐滤波器的仿真设计及测试
• 4.1 射频电调谐滤波器的设计
• 4.1.1 射频调谐滤波器电路结构的设计
• 4.1.2 滤波调谐部分设计
• 4.1.3 滤波器偏置电路和电源滤波的设计
• 4.2 射频电调谐滤波器的仿真优化设计
• 4.2.1 仿真模型和最初结果
• 4.2.2 器件的稳定性及其改善
• 4.2.3 滤波器中变容二极管调谐性能的仿真分析
• 4.2.4 改进的滤波器的优化仿真设计
• 4.2.5 射频电调谐滤波器（二）、（三）的仿真结果
• 4.3 射频电调谐滤波器的测试及分析
• 4.3.1 射频电调谐滤波器的测试
• 4.3.2 测试结果与分析
• 4.3.3 选频放大器的改进方案
• 第五章 微带梳状线调谐滤波器的设计与仿真
• 5.1 微带梳状线调谐滤波器的计算公式
• 5.2 微带梳状线调谐滤波器的设计
• 5.2.1 微带梳状线滤波器的设计
• 5.2.2 滤波器偏置滤波的设计
• 5.3 微带梳状线调谐滤波器的仿真设计
• 5.3.1 梳状线调谐滤波器的仿真设计
• 5.3.2 梳状线调谐滤波器调谐性能的仿真
• 5.3.3 梳状线调谐滤波器仿真优化后的结果
• 结束语
• 谢辞
• 参考文献
• 附录
• 攻硕期间取得的研究成果