平面带状线SIR带通滤波器的研制

论文摘要

本文详细分析了SIR(阶跃阻抗谐振器)的特性,总结了采用SIR结构的滤波器的设计方法。主要工作概括如下:1分析了无源网络的综合过程,阐述了微波滤波器的传输函数、低通原型、频率变换、倒置变换器以及元件损耗对带内插损的影响等。2对抽头线单元进行了详细研究,给出了等效电路和参数提取的两种分析方法;介绍了SIR结构的基本结构和特性。3总结了采用λg/ 4型SIR结构的滤波器的设计方法,设计了带状线SIR电容电感交替耦合带通滤波器。设计中,对原有的输入输出方式进行了一定改进。加工出的实物经测试,中心频率未见漂移,带宽、通带插损及带外抑制均符合指标要求,缺陷在于回波损耗较大,测试结果约为15dB,比仿真结果差了5dB左右。尺寸比采用UIR结构的此类型滤波器缩减了约50%,第二通带由3倍频处推移到6.7倍频处,阻带得到极大拓宽。4另外,在研究了抽头式交指滤波器的基础上,设计了矩形杆抽头式SIR交指带通滤波器。加工出的实物经测试,中心频率亦未见漂移,带宽、通带插损及带外抑制均符合指标要求,不足之处是回波损耗依然较大,测试结果比仿真结果约大4dB。尺寸比采用UIR结构的此类型滤波器缩减了约30%,第二通带由不到3倍频处推移到4.2倍频处,阻带也得到了拓宽。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 微波滤波器小型化的意义
• 1.2 国内外研究状况及发展趋势
• 1.3 SIR 带通滤波器设计的主要步骤
• 1.4 本论文的主要工作和创新
• 第二章 微波滤波器设计基础
• 2.1 正实函数的定义及性质
• 2.2 电抗函数的性质及综合
• 2.2.1 电抗函数的性质
• 2.2.2 电抗函数的综合
• 2.3 胡维茨多项式
• 2.4 频率变换
• 2.4.1 由低通原型到低通的频率变换
• 2.4.2 由低通原型到高通的频率变换
• 2.4.3 由低通原型到带通的频率变换
• 2.4.4 由低通原型到带阻的频率转换
• 2.5 倒置变换器
• 2.5.1 阻抗和导纳倒置变换器的定义
• 2.5.2 原型滤波器中的倒置变换器
• 2.6 滤波器的损耗和无载品质因数
• 2.6.1 有耗元件的无载品质因数
• 2.6.2 低通和高通滤波器中的损耗特性
• 2.6.3 带通和带阻滤波器中的损耗特性
• 第三章 微波滤波器抽头单元分析
• 3.1 等效电路分析
• 3.1.1 交指线抽头单元分析
• 3.2 有载品质因数参数提取方法
• 3.2.1 有载品质因数Qe 的定义
• 3.2.2 单加载谐振器分析法
• 3.2.3 双加载谐振器分析法
• 3.3 抽头单元的结构实现形式
• 第四章 SIR 的基本结构和特性
• 4.1 SIR 的基本结构
• 4.2 SIR 基本单元的谐振条件
• 4.3 谐振器的电长度
• 4.4 杂散谐振频率
• 4.5 一种SIR 等效电路的推导
• 第五章 带状线SIR 电容电感交替耦合滤波器的设计
• g/4型 SIR 的特性'>5.1 λg/4型 SIR 的特性
• g/4型 SIR 的优点'>5.1.1 λg/4型 SIR 的优点
• 5.1.2 阻抗不连续性的影响
• 5.1.3 带状线SIR 的Q 值
• 5.1.4 耦合系数k 的确定
• 5.2 UIR 电容电感交替耦合带通滤波器的设计
• 5.2.1 LC 交替耦合带通滤波器等效电路的推导
• 5.2.2 LC 交替耦合带通滤波器设计实例
• 5.3 窄带SIR 电容电感交替耦合带通滤波器的设计
• 5.3.1 带状线SIR 尺寸的确定
• 5.3.2 SIR 电容电感交替耦合滤波器的仿真优化与测试
• 第六章 SIR 在抽头式交指带通滤波器中的应用
• 6.1 抽头式UIR 交指带通滤波器设计
• 6.1.1 矩形杆抽头式交指带通滤波器滤波器设计
• 6.1.2 相对带宽为 7%左右的矩形杆交指滤波器设计实例
• 6.2 抽头式SIR 交指带通滤波器设计
• 6.2.1 抽头式SIR 交指带通滤波器的设计
• 6.2.3 仿真与测试
• 6.2.3 问题及拟解决办法
• 第七章 结论与工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 本文所设计滤波器的加工图
• 攻硕期间发表的论文