高性能小型化混合耦合濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本論文主要對(duì)混合交叉耦合矩陣綜合理論及混合交叉耦合濾波器進(jìn)行了研究，提出的混合交叉耦合廣義切比雪夫?yàn)V波器減小了濾波器諧振器數(shù)目，提高了濾波器設(shè)計(jì)的靈活性，具有體積小，選擇性好，帶外抑制高、傳輸零點(diǎn)可控等特點(diǎn)，可以很好滿足微波通信系統(tǒng)小型化、高性能的發(fā)展要求。
　　首先，本論文詳細(xì)闡述了廣義切比雪夫?yàn)V波器N及N+2階矩陣綜合理論，并在此基礎(chǔ)上將混合電磁耦合融入到交叉耦合矩陣中，建立一含頻變項(xiàng)的混合交叉耦合矩陣，該混合交叉耦合矩陣可以

2、很好反映出濾波器傳輸零點(diǎn)個(gè)數(shù)及位置。采用遺傳和Solvopt綜合算法對(duì)目標(biāo)混合交叉耦合矩陣進(jìn)行優(yōu)化及提取，并通過實(shí)例對(duì)其有效性進(jìn)行驗(yàn)證。
　　其次，本論文提出一種 SIR混合耦合諧振結(jié)構(gòu)，并基于該混合耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一系列混合電磁耦合濾波器，通過混合耦合中電磁抵消效應(yīng)在濾波器通帶附近引入多個(gè)有限傳輸零點(diǎn)，對(duì)濾波器帶外雜波抑制及頻率選擇性進(jìn)行改善。首先基于該 SIR混合耦合諧振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二階混合電磁耦合濾波器，給出混合耦合濾波器結(jié)構(gòu)參數(shù)與

3、耦合矩陣參數(shù)之間的數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系，并采用數(shù)學(xué)方法對(duì)其傳輸零點(diǎn)進(jìn)行了分析；基于該 SIR結(jié)構(gòu)三階混合交叉耦合濾波器，通過在傳統(tǒng)交叉耦合濾波器交叉耦合臂引入一混合電磁耦合，可以濾波器通帶附近額外產(chǎn)生一傳輸零點(diǎn)，使該濾波器具有較高的頻率選擇性；基于 SIR混合諧振結(jié)構(gòu)的雙頻帶濾波器，通過在雙頻帶間引入多個(gè)傳輸零點(diǎn)，使其具有較高的帶外抑制及頻帶間隔離度，其中基于嵌入式結(jié)構(gòu)的雙頻帶濾波器通過將一SIR諧振單元嵌入到另外一SIR諧振結(jié)構(gòu)中，使該濾波器

4、結(jié)構(gòu)更加緊湊。此外，提出一種扇形 SIR發(fā)夾線結(jié)構(gòu)，相對(duì)傳統(tǒng) SIR發(fā)夾線具有更高的阻帶抑制特性，采用該結(jié)構(gòu)可靈活設(shè)計(jì)出具有廣義切比雪夫函數(shù)低通及帶通濾波器，其中在基于該結(jié)構(gòu)的混合電磁耦合濾波器中，通過嵌入一Π型電容網(wǎng)絡(luò)，使該濾波器帶外阻帶得到進(jìn)一步拓寬。
　　再次，本論文提出一種小型化六角形 SIR混合耦合諧振單元，該諧振結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊，便于多級(jí)諧振器級(jí)聯(lián)等特點(diǎn)，能夠靈活構(gòu)造多種混合電磁耦合濾波器?；谠撝C振結(jié)構(gòu)的級(jí)聯(lián)混合耦合

5、濾波器，利用混合耦合中電磁抵消效應(yīng)可在濾波器通帶附近引入多個(gè)傳輸零點(diǎn)，對(duì)其頻率選擇性及帶外雜波抑制進(jìn)行改善。
　　最后，本論文采用雙層金屬面諧振結(jié)構(gòu)進(jìn)行一系列混合電磁耦合濾波器設(shè)計(jì)，該濾波器結(jié)構(gòu)緊湊，選擇性高。根據(jù)雙層混合耦合諧振單元中螺旋電感繞線方向，將混合電磁耦合分為加強(qiáng)型和削減型兩種方式，借助二階混合耦合濾波器對(duì)該兩種方式進(jìn)行比較及分析，削減型結(jié)構(gòu)混合耦合可在濾波器通帶附近產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)。然后通過在傳統(tǒng)三、四階交叉耦合濾波器的