同軸型微波介質濾波器研究.pdf

1、近年來，隨著高頻段無線電波資源的開發(fā)應用，高頻、微波移動通信事業(yè)的迅猛發(fā)展，以及微波介質陶瓷材料的性能不斷提高，由微波介質陶瓷材料制備成的濾波器由于具有微型化、損耗低，頻率溫度系數(shù)小、成本低等優(yōu)點，被廣泛應用于電子對抗、警戒雷達、導航通訊、遙感遙測系統(tǒng)、家用衛(wèi)星直播電視接收機和移動電話等設備。但是，研究微波介質濾波器結構對其電性能的影響需要求解復雜的電磁場方程，因此，人們需大量的時間用于求解復雜的電磁場方程而獲得器件結構參數(shù)，同時器件工

2、作頻率達到微波頻段，受高頻寄生參數(shù)影響較大，準確地計算出器件結構參數(shù)顯得異常困難。這將限制了微波介質濾波器的深入發(fā)展。
　　本文正是針對上述問題，以微波介質濾波器為主要研究對象，深入分析了各體系微波介質陶瓷材料，各種微波介質濾波器的結構形式。在此基礎上，提出了一種新穎的可靠性高、獨石型微波介質濾波器結構，并對其制備關鍵工藝做了探索性和創(chuàng)新性的研究。通過計算公式初步算得微波介質濾波器的結構參數(shù)，利用Ansoft-HFSS仿真軟件對其

3、進行建模、模擬仿真和優(yōu)化，獲取準確的微波介質濾波器的結構參數(shù)，利用獲取的結構參數(shù)進行樣品的制作和測試，進而驗證設計的可行性和正確性。本文主要研究內容為：
　　1.提出了一種新型的微波介質帶通濾波器結構，對其工作原理和結構的可行性、先進性進行分析，并對該型濾波器結構進行可靠性預設計，以期滿足軍品工作條件的苛刻要求。同時在此基礎上推導出該濾波器結構的電路等效模型，以及從電路等效結構向同軸線結構的微波實現(xiàn)。
　　2.根據(jù)本論文要求

4、的技術指標進行嚴謹?shù)胤治?，從而提出了最合適的微波介質濾波器的設計方案，并利用Ansoft-HFSS三維高頻結構電磁場仿真軟件對其進行仿真，根據(jù)仿真的結果進行結構參數(shù)調整，從而得出最優(yōu)的器件結構參數(shù)，并總結出結構參數(shù)對器件電性能影響的變化規(guī)律。
　　3.微波介質濾波器關鍵工藝研究，解決了介質諧振子制備難題，介質諧振子被銀難題，摸索出微波介質濾波器的調試方法，以及提出了聚四氟乙烯引腳的創(chuàng)新設計。
　　4.選用本研究所已經(jīng)研制的(

5、Zr,Sn) TiO4系介質陶瓷材料，其相對介電常數(shù)r=36，品質因數(shù)為Q f=25000 GHz，頻率溫度系數(shù)f=5×10-6/℃，采用固相反應法制備介質諧振子生坯，并運用解決的關鍵工藝，成功研制出 LJ1616M型和LJ2492M型兩種微波介質濾波器，測試結果如下：
　　0f=1616.6 MHz，3 dB帶寬為23.3 MHz，帶內波動小于0.1 dB，插人損耗IL為1.48 dB，電壓駐波比小于1.2，帶外抑制Ls在f0-

6、50 MHz外大于30 dB；在f0+50 MHz外大于40 dB；在f0-125 MHz外大于50 dB；在f0+125 MHz外大于70 dB。a)
　　0f=2493.0 MHz，3 dB帶寬為30.2 MHz，帶內波動小于0.1 dB，插人損耗IL為1.539 dB，電壓駐波比小于1.2，帶外抑制Ls在f0-50 MHz外大于25 dB；在f0+50 MHz外大于30 dB；在f0-125 MHz外大于45 dB；在f0+