1。4 论文结构安排
本论文基于腔体耦合波导结构和基片集成波导结构研究微波滤波器,分别用这两种结构 实现了中心频率为 24。125 GHz的三腔带通滤波器,详细给出了这一带通滤波器的设计方法和 设计实例,并通过 HFSS软件进行了建模仿真和优化。论文的具体结构安排如下:
第一章,绪论。主要介绍了微波滤波器的研究背景、直接耦合腔体波导滤波器和基片集 成波导的研究意义和现状。对本论文的结构进行了安排。
第二章,直接耦合腔体滤波器的设计基础。按照滤波器的设计顺序依次介绍了低通原型 滤波器,频率变换和阻抗变换器等重要概念,然后说明了直接耦合空腔滤波器的实现过程并 详细推导了谐振器空腔和膜片的尺寸参数公式。最后介绍了基片集成波导结构的设计与实现。
第三章,设计实例及 HFSS 建模仿真。在直接耦合腔体和基片集成波导两种结构下分别 计算出滤波器的初始参数和物理尺寸,主要是一步步计算出谐振腔的长度和感性膜片的尺寸, 然后根据计算出来初始参数进行建模仿真并优化。 论文网
2 直接耦合腔体滤波器的原理及设计
2。1 插入损耗法
分析和设计微波滤波器的方法有不少,一般总结说来有插入损耗法、镜像参数法和网络 综合法等。
使用镜像参量法(image parameter method)设计的滤波器包含有级联二端口滤波 器网络的 通带和阻带特性,把传输线或波导的周期性加载结构和实际滤波器设计联系起来,但是存在 在整个工作范围内不能把任意频率响应都包含的缺点。镜像参量法方法虽然简单却需要多次 迭代计算,并且镜像阻抗和频率相关,不大可能与给定的源和阻抗匹配,接近截至频率时衰 减较小[17]。
现代更常用的方法称为插人损耗法(insertion lose method ),用一种系统的方法去网络综合 所要求的响应,滤波器响应是由其功率损耗比来定义的,可以准确地控制通阻带内的频率特 性。在微波滤波器设计中,已经发现的最有用的功率损耗比,是在通带中得到最平坦响应和 等波纹(即切比雪夫)响应。最平坦和切比雪夫低通滤波器的功率损耗比,可以用电容和电感组 成的阻抗和频率归一化的梯形网络形式来实现,然后通过频率转换将低通原型变换到高通或 带通等滤波器类型上去,简化了设计过程。
2。2 低通原型滤波器
低通原型滤波器是滤波器设计的最基础环节,不同类型的直接耦合滤波器设计方程都是 在图 2。2 的低通滤波器原型基础上得出的,切比雪夫或最大平坦性质被选用作低通滤波器响
应的频率最高,如图 2。1 所示。
A(dB) A(dB)3dB Am
图 2。1 (a)最平坦响应 (b) 切比雪夫响应
最平坦滤波器特性
其通带是 0 到截止值 c 的区域。在通带中 PLR 的最大值为1k 2 ,因此, k 2 称为通带 容限。当 c 时,功率损耗比以依赖于幂数 2N 的变化率无限地增加,因而,它又与所用 滤波器的节数有关。
切比雪夫滤波器特性
式中, TN (/ c ) 是 N 次切比雪夫多项式,即为
T cosN cos1
可见,当 / c 1时,TN (/ c ) 在 1之间摆动;当/ c 大于 1 时,它单调地增加。功 腔体耦合波导滤波器的分析与设计(3):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_87221.html