基于微帶結(jié)構(gòu)的微波柔性濾波器研究.pdf

1、由于無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)展迅猛，用戶對(duì)微帶形式的微波濾波器的性能要求越來(lái)越高，這便促進(jìn)了具有高性能、低損耗、小型化特性的微波柔性微帶濾波器的發(fā)展。相對(duì)傳統(tǒng)剛性微帶濾波器，柔性濾波器由于使用軟基板，便具有可彎曲、可折疊、可延展以及重量輕等特點(diǎn)，并且可通過(guò)普通光刻工藝實(shí)現(xiàn)，成本低、制造工藝簡(jiǎn)單、效率高。生物體的特點(diǎn)是柔軟、可彎曲的，剛性濾波器在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域并不適用，而柔性濾波器由于具有易于彎曲的特性將更容易與生物體等的彎曲表面相匹配，因此在生物醫(yī)

2、學(xué)檢測(cè)治療等方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值。本課題旨在通過(guò)對(duì)濾波器電路的諧振單元進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得在不同彎曲情況下柔性濾波器的性能不發(fā)生變化或是只發(fā)生比較小的變化，以此拓展微帶濾波器的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本文選用Rogers3850柔性基板進(jìn)行小型化微帶柔性濾波器設(shè)計(jì)，基板材料為液晶聚合物（LCP），它在射頻微波乃至毫米波段（高達(dá)110GHz）內(nèi)均具有低介電損耗、寬帶穩(wěn)定、吸濕率和熱膨脹系數(shù)極低等特點(diǎn)。本文共研制了四款不同結(jié)構(gòu)類型的小型化微帶結(jié)

3、構(gòu)的微波柔性濾波器，分別為階梯阻抗結(jié)構(gòu)，開(kāi)路、短路枝節(jié)線對(duì)結(jié)構(gòu)，0度偽交指結(jié)構(gòu)以及缺陷地結(jié)構(gòu)。其中0度偽交指結(jié)構(gòu)是由傳統(tǒng)交指結(jié)構(gòu)去掉短路通孔實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)諧振單元的連接同樣在中心頻率處形成電短路而不改變電壓和電流分布，更易于實(shí)現(xiàn)小尺寸及平面制造；螺旋缺陷地結(jié)構(gòu)由于增加地面刻蝕面積使等效電感增大，降低了諧振頻率從而使濾波器尺寸更小。探究了在三維全波電磁仿真軟件中進(jìn)行柔性建模的方法，選用Wrap Sheet法完成柔性仿真并詳細(xì)分析了微波柔性濾波

4、器不同彎曲半徑條件下的性能變化，結(jié)果表明柔性濾波器對(duì)結(jié)構(gòu)彎曲并不敏感，并且在特定的彎曲條件下，柔性濾波器的性能比如：回波損耗(LR)以及插入損耗(LA)均得到優(yōu)化。同時(shí)加工實(shí)物完成柔性測(cè)試，驗(yàn)證了仿真分析的正確性，這為我們實(shí)現(xiàn)高性能的小型化微帶濾波器提供了新思路。
　　本文研制的微帶柔性濾波器相對(duì)傳統(tǒng)剛性微帶濾波器具有成本低、尺寸小、易于與生物體等彎曲表面相匹配等優(yōu)勢(shì)。柔性濾波器在小型化微波柔性電路以及可穿戴等具有共形特性的電子設(shè)