微波多通帶濾波器和超寬帶濾波器研究.pdf

1、本論文針對(duì)微波多通帶濾波器和超寬帶濾波器進(jìn)行研究。在多通帶濾波器方面，提出了多種新型的雙通帶濾波器和三通帶濾波器，分別給予了實(shí)現(xiàn)。在寬帶濾波器方面，首先對(duì)短路短截線濾波器作了改進(jìn)，通過(guò)調(diào)整短路短截線的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)在高頻阻帶的優(yōu)化分布，且通過(guò)在連接線段中間加載開(kāi)路短截線引入帶外零帶；然后提出一種互抽頭的耦合結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的超寬帶濾波器。本論文的研究成果在無(wú)線通信和雷達(dá)系統(tǒng)的微波電路設(shè)計(jì)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　 本論文第一章首

2、先對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)中的雙通帶、三通帶和超寬帶濾波器的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧。目前雙通帶濾波器已有的一些實(shí)現(xiàn)方案不足以滿足微波系統(tǒng)對(duì)濾波器的復(fù)雜需求，性能需要提高，體積需要縮減，形式需要更多樣。三通帶濾波器方面，絕大多數(shù)方案局限于使用階梯阻抗諧振器，其耦合網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，需要使用新的方案來(lái)提高性能并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。超寬帶濾波器已經(jīng)經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，但是在純粹微帶工藝實(shí)現(xiàn)方面方案較少，需要小型化，且抑制性能需要提高。
　　 第二章介紹了和本文

3、相關(guān)的一些經(jīng)典微波濾波器理論和現(xiàn)代綜合技術(shù)。這其中涉及到與后面章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的耦合諧振器濾波器、短截線帶通濾波器、短截線帶阻濾波器等等。
　　 第三章主要關(guān)注于雙通帶濾波器的實(shí)現(xiàn)。其中提出了幾個(gè)方案：l，在短路短截線濾波器的λ/4連接線段的中點(diǎn)處加載帶阻元件，以使得該連接線段成為一個(gè)部分失效的J變換器，從而將通帶一分為二，產(chǎn)生雙通帶濾波器。其中被用來(lái)加載的帶阻元件可以是串聯(lián)接地的LC諧振器，也可以是開(kāi)路短截線。在設(shè)計(jì)中使用了優(yōu)化方

4、法。這種方法能實(shí)現(xiàn)較寬帶寬，且?guī)挶群椭行念l率比的設(shè)計(jì)裕度較大。2，交指耦合的懸置線λ/4諧振器對(duì)由于其奇模和偶模諧振頻率相距較遠(yuǎn)，因而在本文中被用作實(shí)現(xiàn)雙通帶濾波器。這種雙通帶濾波器結(jié)構(gòu)緊湊且損耗較低。3，提出了一種新型集總參數(shù)雙模諧振器，其中包含三個(gè)并聯(lián)接地電容和兩個(gè)串聯(lián)電感。這種雙模諧振器可用于實(shí)現(xiàn)雙帶通濾波器。輸入輸出耦合和級(jí)間耦合都采用電容耦合方式。這種濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)管狀濾波器類似，僅包含并聯(lián)接地電容、串聯(lián)電容和串聯(lián)電

5、感三種元件，且所有元件一字排開(kāi)。本文中采用懸置微帶線準(zhǔn)集總參數(shù)形式實(shí)現(xiàn)。這種濾波器網(wǎng)絡(luò)具有普遍性意義，可以以傳統(tǒng)管狀濾波器工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)UHF頻段雙帶通濾波器。
　　 第四章提出了一種新型的寬帶三帶通濾波器，其實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)是作者首創(chuàng)的T型分支。該T型分支由一個(gè)連接傳輸線段、一個(gè)開(kāi)路傳輸段和一個(gè)短路傳輸段連接而成。通過(guò)分析一個(gè)等臂長(zhǎng)T分支的輸入導(dǎo)納，知道其有三個(gè)零點(diǎn)和兩個(gè)極點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)于三通帶濾波器的三個(gè)中心頻率和兩個(gè)帶間零點(diǎn)。從同一個(gè)分

6、布式低通原型網(wǎng)絡(luò)推導(dǎo)出三通帶濾波器的各個(gè)諧振器各模式的電納斜率，并用遺傳算法求得每個(gè)T型分支的電路參數(shù)，完成了三通帶濾波器的設(shè)計(jì)。針對(duì)通帶不等寬且不對(duì)稱分布的情況，提出了不等臂長(zhǎng)T分支，并用遺傳算法求解了T分支的電路參數(shù)。這種三通帶濾波器克服了階梯阻抗三通帶濾波器需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)三套耦合系數(shù)的困境，而只需實(shí)現(xiàn)三套電納斜率，顯然降低了濾波器實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性。同時(shí)該濾波器具有寬帶，低損耗，高隔離的優(yōu)點(diǎn)。
　　 第五章針對(duì)短截線超寬帶濾波器帶

7、外抑制較低，且諧波通帶太近的問(wèn)題，提出了在λ/4長(zhǎng)的連接線段的中心位置加載開(kāi)路短截線，以引入帶外傳輸零點(diǎn)的方法。這種方法理論上可以引入N-1個(gè)零點(diǎn)。另外通過(guò)延長(zhǎng)原短截線的長(zhǎng)度，將本來(lái)位于2f0的N個(gè)傳輸零點(diǎn)作了優(yōu)化分布，以提高上通帶的矩形系數(shù)。在設(shè)計(jì)中使用優(yōu)化方法。獲得的濾波器在上通帶邊緣具有陡峭下降沿。
　　 第六章提出了一種新型的超寬帶濾波器方案。這種方案將原來(lái)僅能實(shí)現(xiàn)窄帶濾波器的微帶梳狀濾波器的耦合方式做了修改，使用一個(gè)所