毫米波段微带线带通滤波器--《2011年全国微波毫米波会议论文集（上册）》2011年
毫米波段微带线带通滤波器
【摘要】：本文通过采用低成本的单面PCB微带线技术设计了两个低成本的毫米波(60-GHz)带通滤波器,它们分别设计在宽带和窄带应用上,分数带宽分别为33%和8.5%。两个滤波器都有传输零点在高和低的截止频率上,因此可以达到更好的带外衰减。此外,因为有开路枝节的加载,高频谐波可以得到更好的抑制。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TN713.5【正文快照】：
1引言毫米波在无线通信的高速数据传输上有非常重要的应用，比如汽车雷达，卫星之间的通信系统等。传统的波导因为他的低耗特性，常常被用在高频通信中。但是波导有体积大和加工成本贵等缺点。此外，平面电路因为他的低成本和体积小，越来越受到广泛的应用。不过，在毫米波段
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微带线型带通滤波器的研究
【摘要】：近年来,随着个人无线通信的快速发展,人们对无线终端产品提出了小型化与高性能的要求,而带通滤波器(BPF)作为收发系统中必不可少的一个模块,其性能与尺寸直接影响着整个收发系统的特性。本文对微带带通滤波器的新型结构、高性能、小型化进行了研究与分析,主要内容为:
1.简述了微波滤波器的发展历史与现状,介绍了滤波器的基本原理以及如何利用低通原型参数来设计集总参数滤波器和微带线带通滤波器的方法。
2.重点分析了半波长阶梯阻抗谐振器,即SIR谐振器的结构和特性,在此基础上,设计了三款性能优良、实用性强的微带带通滤波器,分别是:S波段具有宽阻带特性的微带SIR-BPF,主要利用SIR谐振器的终端电容间隙耦合,使寄生通带的位置向后移动了0.6 f 0,远离了中心频率,并间接抑制了二次谐波,可用于混频器的前端;C波段具有抑制第二寄生通带特性的SIR-BPF,采用了发卡型滤波器结构,并通过增加衰减枝节,有目的性地抑制第二寄生通带,其衰减达到16.5dB,可应用于超宽带收发系统;设计了仿发卡型的平行耦合微带BPF,利用SIR谐振单元改良了传统的半波长平行耦合微带BPF,即仿发卡型,大大缩小了滤波器尺寸,同时提高了阻带性能。
3.设计出了可用于无线局域网的双通滤波器,中心频率为2.4GHz和5.2GHz,采用的是具有慢波特性的开口环SIR谐振器,输入、输出是高低阻抗变换器网络,其中心插损分别为1.7dB和2.4dB。
4.利用ADS、HFSS、Solidwork、AutoCAD等软件完成了以上四款滤波器的设计、加工、测试及调试工作,测试结果表明,滤波器满足设计指标,能用于实际电路中。
【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TN713.5【目录】：
ABSTRACT5-8
第一章 引言8-14
1.1 课题研究背景和意义8-9
1.2 国内外研究现状9-12
1.2.1 LC 滤波器9-10
1.2.2 声表面波（SAW）滤波器10
1.2.3 微带线滤波器10-11
1.2.4 低温共烧陶瓷（LTCC）滤波器11
1.2.5 波导滤波器11-12
1.2.6 高温超导滤波器12
1.3 设计工具—ADS12-13
1.4 本文主要工作13-14
第二章 滤波器的基本原理及设计方法14-31
2.1 微波滤波器的基本概念14-15
2.2 归一化低通原型滤波器15-23
2.2.1 巴特沃斯滤波器16-19
2.2.2 切比雪夫滤波器19-23
2.3 含有阻抗（导纳）倒置变换器的微带带通滤波器（BPF）23-30
2.3.1 微带线的基本特性23-25
2.3.2 倒置变换器25-27
2.3.3 含倒置转换器结构的微带带通滤波器27-30
2.4 本章小结30-31
第三章 微带线带通滤波器的设计31-61
3.1 半波长阶梯阻抗谐振器（SIR）的基本结构和特性31-39
3.1.1 半波长SIR 谐振器的谐振特性32-34
3.1.2 半波长SIR 谐振器的电长度特性34-35
3.1.3 半波长SIR 谐振器的等效电路35-39
3.2 具有宽阻带特性的微带SIR-BPF39-45
3.2.1 宽阻带SIR-BPF 的设计理论39-41
3.2.2 S 波段SIR-BPF 的加工与测试41-45
3.3 具有抑制第二寄生通带特性的微带SIR-BPF45-54
3.3.1 抑制第二寄生通带的SIR-BPF 的设计理论45-50
3.3.2 C 波段SIR-BPF 的加工与测试50-54
3.4 具有仿发卡型小型化特性的平行耦合SIR-BPF54-59
3.4.1 平行耦合SIR-BPF 的设计理论54-56
3.4.2 C 波段SIR-BPF 加工与测试56-59
3.5 本章小结59-61
第四章 微带线双通带带通滤波器的设计61-74
4.1 慢波结构谐振器分析61-64
4.2 耦合结构设计64-66
4.3 滤波器的输入输出结构设计66-70
4.3.1 溃电点位置的确定66-67
4.3.2 输入输出匹配电路67-70
4.4 S、C 波段双通带SIR-BPF 的加工与测试70-73
4.5 本章小结73-74
第五章 结论74-75
参考文献76-79
攻硕期间取得的研究成果79-80
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平行耦合带通滤波器
平行耦合带通滤波器[浏览次数：约2933次]
平行耦合带通滤波器基本原理
　　边缘耦合的平行耦合线由两条相互平行且靠近的微带线构成，单个带通滤波器单元如图1(a)所示。根据传输线理论及带通滤波器理论，带通滤波元件是由串臂上的谐振器和并臂上的谐振器来完成，但是在微带上实现相间的串联和并联谐振元件尤为困难，为此可采用倒置转换器将串并联电路转化为谐振元件全部串联或全部并联在线上。因此，单个耦合微带滤波器单元能够等效成如图 1 (b)所示的一个导纳倒置转换器和接在两边传输线段的组合。
平行耦合带通滤波器耦合线节单元
　　单独耦合线节单元虽然具有典型的带通滤波器的特性，但是单个带通滤波单元难以具有良好的滤波器响应及陡峭的通带―阻带过度。因此，通常情况下，采取级联多个这些基本耦合单元来构成实用的滤波器。如图2所示为一级联耦合微带线节单元构成的带通滤波器的典型结构，其每一个耦合线节左右对称，长度约为四分之一波长(对中心频率而言)。带通滤波器有N + 1个图1所示的耦合线带通滤波器单元构成，而每一段耦合线又可等效为如图1(b)所示的电路结构，因此导纳倒置转换器之间为特性阻抗为Z0、电角度为2θ的传输线段。
　　BW为带通滤波器的相对带宽，g为标准低通滤波器参数，Z0为滤波器输入、输出端口的传输线特性阻抗，下标i，i+1表示如图2所示的耦合段单元。
平行耦合带通滤波器调试的参数
　　需要调试的参数主要有以下几个：输入输出端口的反射参数S11，S22;通带内衰减和阻带内衰减S21。S12;群延时[9~10]。通过对以上参数的测量就可以得到微带滤波器的各项参数。测量完成后，观察网络分析仪的测量结果是否达到指标要求，并把结果与实际测量结果相比较。如果测试结果与设计要求相差过多，则需要对电路进行调整，直至重新进行设计、制板。
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