介質(zhì)諧振腔體濾波器的研究與設(shè)計.pdf

1、微波濾波器是無線通信系統(tǒng)中的重要組成元件。它可以對頻率進行選定，對不需要的頻率盡量的衰減，而讓需要的信號通過。隨著無線通信的不斷發(fā)展，可利用的頻譜資源愈來愈緊張，分配到不同的通信系統(tǒng)的頻率間隔愈來愈密，這就對濾波器的性能有了更高的要求。介質(zhì)腔體濾波器的Q值很高、插損小、功率容量大，方便實現(xiàn)小型化等優(yōu)點，所以對它的研究顯得非常必要并且具有重要的意義。
　　 首先，本文對介質(zhì)濾波器及其它微波濾波器的研究背景與意義展開了簡要描述，并針

2、對介質(zhì)濾波器的現(xiàn)狀開展了分析和總結(jié)。接著簡要敘述了濾波器的基礎(chǔ)理論和以諧振器的耦合為基礎(chǔ)的帶通濾波器。
　　 然后，本文從介質(zhì)諧振器的工作機理出發(fā)，分析了介質(zhì)諧振器的特性和優(yōu)點，即Q值高、容易實現(xiàn)小型化和溫度系數(shù)小等。重點分析了TE01δ模的圓環(huán)形介質(zhì)諧振器，包括其電磁場分布以及結(jié)構(gòu)比例對寄生模造成的影響，通過模式圖得到最有利于對寄生模產(chǎn)生抑制作用的結(jié)構(gòu)比例。然后分析了單腔諧振器、雙腔諧振器之間的耦合以及端口耦合，其中電耦合采用

3、金屬圓弧的耦合方式來增強電耦合。設(shè)計并仿真了一種用于無線基站中的交叉耦合介質(zhì)腔體濾波器。該濾波器的中心頻率2.6GHz，帶寬50MHz，通帶內(nèi)回波損耗基本在-18dB以下，插入損耗小于0.4dB，在阻帶產(chǎn)生了4個傳輸零點，實現(xiàn)了很高的帶外抑制，而且單腔的尺寸僅為30.3mm×30.3mm×26mm，滿足基站對濾波器高性能、小型化的要求。
　　 最后，本文簡要分析了同軸腔諧振器的特點。我們知道同軸腔諧振器中的電磁波一般只工作于TE

4、M波，并沒有其它的模式。所以當(dāng)使用λ/4同軸腔諧振器時，離基模最近的寄生模的諧振頻率出現(xiàn)在3/4λ波長對應(yīng)的頻率，即為基模諧振頻率的3倍。由此可見同軸腔諧振器有很好的寄生模特性，而這是介質(zhì)諧振器所不具備的優(yōu)點。目前有些通信系統(tǒng)要求寄生通帶在主模諧振頻率的2倍頻甚至3倍頻，如果能結(jié)合介質(zhì)諧振器與同軸諧振器各自的優(yōu)點，設(shè)計出一種混合耦合的濾波器，既保持了相對高的Q值，同時也兼顧有良好的寄生通帶效應(yīng)。因此有必要對介質(zhì)腔與同軸腔混合耦合濾波器進