带通滤波器结构参数与电性能机理研究

论文摘要

论文结合科研项目进行研究,研究工作分为两部分:第一部分内容是对波导带通滤波器和同轴腔调谐滤波器的结构参数与电性能机理进行了研究,第二部分内容是研制了双模四臂平面螺旋天线工程样机。在波导带通滤波器和同轴腔调谐滤波器的结构参数与电性能关系研究中,首先进行了波导表面结构变形对其电性能影响机理分析,建立了波导表面结构变形的几何理论模型,采用HFSS对该模型进行了参数分析,在分析数据的基础上,应用MATLAB编程仿真得到波导表面结构变形与电性能的影响关系曲线。其次,通过大量文献的查阅和研究及结合研究所工程经验,采用滤波器等效电路的设计方法,并与研究所工程人员进行了深入的探讨共同确定了影响波导带通滤波器和同轴腔调谐滤波器电性能指标的关键结构因素,并对滤波器进行了电磁场与机械结构跨学科的研究分析,在分析研究基础上,给出了波导带通滤波器和同轴腔调谐滤波器的结构参数与电特性关系表达式。最后,为了验证所建立的波导带通滤波器和同轴腔调谐滤波器的结构参数与电特性关系表达式,拟采用HFSS和参数关系表达式分别分析特定滤波器电性能,比较分析结果,若两种分析方法吻合良好,从而证明文中给出的波导带通滤波器和同轴腔调谐滤波器的参数关系表达式的正确性;为此本文设计了电性能良好的波导带通滤波器和同轴腔调谐滤波器作为研究对象。论文的第二个研究工作是以超宽带圆极化平面天线为研究背景,设计了一个双模四臂平面螺旋天线。采用HFSS对该天线进行了仿真分析,分析结果表明,该天线在3～12GHz频段内,驻波比均小于2,轴比均小于3dB,依据设计分析结果,研制了天线工程样机,并仿真证明了天线的双模电性能实现的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 微波滤波器机电耦合研究含义
• 1.2 微波滤波器与场耦合问题的研究历史及现状
• 1.3 课题研究背景及其意义
• 1.4 本文的主要工作和内容安排
• 第二章 滤波器基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 最平坦低通原型滤波器理论
• 2.3 切比雪夫低通原型滤波器理论
• 2.4 频率变换
• 2.5 只有一种电抗元件的低通原型滤波器
• 第三章 波导表面结构变形对其电性能影响机理分析
• 3.1 引言
• 3.2 微波与波导传输的基本理论
• 3.3 波导表面结构变形对其电性能影响机理分析
• 第四章 带通滤波器的机电耦合建模
• 4.1 引言
• 4.2 建模方法研究
• 4.3 波导带通滤波器的机电耦合建模
• 4.4 同轴腔滤波器的机电耦合建模
• 第五章 带通滤波器的机电耦合模型的验证
• 5.1 引言
• 5.2 带通滤波器的机电耦合模型的验证与修正方法
• 5.3 波导带通滤波器的设计实例
• 5.4 同轴腔调谐滤波器设计实例
• 第六章 双模平面四臂螺旋天线的论证与设计
• 6.1 引言
• 6.2 天线设计指标
• 6.3 天线结构设计及工作原理
• 6.4 天线的研制及仿真论证结果
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果