短路支节在波导滤波器中的应用

论文摘要

近年来,随着微波、毫米波技术的迅速发展,滤波器件在微波毫米波通信、微波导航、制导、遥测遥控、卫星通信以及军事电子对抗等领域的需求量不断增大。由于无线电通信频率资源的日益紧张,分配到各类通信系统的频率间隔越来越密,这对无源器件,尤其是微波、毫米波收发信机中前端无源器件的性能指标提出了更高的要求以降低前端系统对信号的衰减并抑制各种干扰信号。因此,通过各种方法来提高滤波器的技术指标成为当今研究的重要课题。短路支节在提高滤波器频率选择性和滤波器小型化方面有重要应用。本文就短路支节在滤波器应用中的新方法、新结构进行分析和研究。论文主要包括以下内容:首先,基于传输线理论对波导E面短路支节进行系统研究,包括短路支节的谐振频率与支节高度、宽度的关系;短路支节的带宽、Q值与耦合孔的关系;电容加载缩短传输线理论在短路支节上的应用等。在研究了单个短路支节性能的基础上,研究两个甚至多个短路支节的级联。这些短路支节用不同长度的传输线相连有不同的频响特性,它们可用于带通滤波器和带阻滤波器的设计中来提高滤波器的性能。其次,根据滤波器设计的基本理论在电路仿真软件HP-ADS中验证加载短路支节谐振腔来产生传输零点,从而提高滤波器的带外抑制性能的可行性。研究各种分布参数元件的等效电路及紧凑型短路支节加载滤波器设计的新结构、新方法。最终实现四款滤波器的设计:六级短路支节波导带阻滤波器,具有一个传输零点的4级波导带通滤波器,6955MHz高频率选择性短路支节波导带通滤波器及20级短路支节的同轴带阻滤波器。最后,通过对参数尺寸的微调分析来研究加工误差对滤波器性能的影响,提出一种修正加工误差的新方法。依据对滤波器设计的系统研究和测试经验总结一套快速的,行之有效的滤波器调试方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 短路支节滤波器的研究目的和意义
• 1.2 短路支节滤波器的研究历史及现状
• 1.3 论文的研究内容和创新之处
• 第二章 微波滤波器设计的基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 归一化的低通原型滤波器
• 2.3 只有一种电抗元件的低通原型滤波器
• 2.4 转移函数和衰减
• 2.5 切比雪夫低通原型滤波器
• 2.6 频率变换
• 2.6.1 由低通到带通的频率变换
• 2.6.2 由低通到带阻的频率变换
• 第三章 短路支节的系统研究
• 3.1 波导特性
• 3.2 分布参数元件等效电路
• 3.2.1 电容膜片等效电路
• 3.2.2 电感膜片及其等效电路
• 3.2.3 电感柱及其等效电路
• 3.2.4 微波传输线谐振器等效电路
• 3.2.5 耦合结构等效电路
• 3.3 电容加载缩短传输线理论
• 3.3.1 波导传输线及其T形等效网络
• 3.3.2 波导传输线及其Π形等效网络
• 3.4 单个短路支节研究
• 3.4.1 电容加载短路支节
• 3.4.2 电感加载短路支节
• 3.4.3 单个短路支节模拟验证
• 3.5 两个短路支节研究
• 3.5.1 两个短路支节模拟验证
• 第四章 短路支节波导滤波器设计
• 4.1 波导短路支节带阻滤波器设计
• 4.2 短路支节波导带通滤波器设计
• 4.2.1 直接耦合腔滤波器设计
• 4.2.2 紧凑型短路支节加载
• 4.2.3 短路支节及电容加载谐振腔滤波器设计
• 4.2.4 紧凑型短路支节波导滤波器加工和测试
• 4.3 6.955GHz高抑制度短路支节波导滤波器设计
• 第五章 同轴线短路支节带阻滤波器设计
• 5.1 同轴线特性
• 5.2 同轴线短路支节
• 5.3 同轴短路支节带阻滤波器设计
• 5.4 同轴线带阻滤波器的加工与测试
• 第六章 滤波器加工时的误差分析及调试方法
• 6.1 加工误差对滤波器性能的影响
• 6.2 调谐螺钉对加工误差的微调分析
• 6.3 微波滤波器的调谐
• 第七章 结论及展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果