高选择性微带滤波器设计与研究

摘要

随着当今通信系统的容量不断增加，相邻信道之间的干扰越来越严重，这就需要提高频谱资源的利用率。滤波器作为现代微波系统的一个重要组成部分，多频带以及高选择性滤波器的技术研究能有效解决频谱利用率的问题。因此在保持微波系统传输的信号质量的前提下，实现小型化的高选择性以及多频带滤波器已经越来越成为研究重点。
　　本文首先调研当前国内外宽阻带滤波器、双通带以及多通带滤波器的研究现状，对实现高选择性、宽阻带、以及多通带滤波器的关键技术做了重点研究。并基于以上的研究工作分别设计出以下多种不同类型的滤波器并进行分析。
　　1.研究分析了二阶阶跃阻抗谐振器（SIRs）的谐振特性，并基于末端分叉的二分之一波长（λ0/2）阶跃阻抗谐振器，采用耦合谐振的滤波器设计理论设计出一款低损耗、高选择性，阻带范围达到20f0处的宽阻带带通滤波器，并用滤波器实物加以验证。
　　2.采用奇偶模理论分析了矩形环加载SIR枝节的新型双模谐振器的谐振特性，采用这种双模谐振器设计了具有高选择性以及宽上阻带的双通带滤波器，文中给出了多模双通带滤波器的设计流程，实测结果与仿真结果的一致性验证了设计分析的正确性。
　　3.虽然双模双通带滤波器两通带中心频率可独立调节，但是存在通带带宽不可独立调节的问题，基于枝节加载的双模谐振器分别设计两个通带，实现中心频率以及带宽均可独立调节的双通带滤波器。此外，引入源负载耦合提高通带选择性。
　　4.研究并分析了枝节加载的三阶SIR以及变形的三阶SIR这两款多模谐振器的谐振特性，对变形的三阶SIR的结构参数以及场分布进行了深入研究，并基于以上两个谐振器设计出一款中心频率可独立调节的小型化三通带滤波器。针对三通带滤波器的带宽不可独立调节，采用短路枝节加载谐振器对其进行改进，最后加工出实物进行验证与对比分析。

目录

1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 研究现状

1.3 本文的主要工作及架构

2 滤波器设计理论介绍

2.1耦合矩阵综合

2.2 基于耦合矩阵的滤波器设计方法

2.3 奇偶模分析方法

2.4 传输零点的引入原理分析

2.5 小结

3 基于SIR的高选择性宽阻带滤波器设计与实现

3.1 两阶阶跃阻抗谐振器

3.2 基于SIR结构的高选择性带通滤波器设计

3.3基于高选择性带通滤波器的谐波优化

3.4小结

4 基于双模谐振器的高选择性双通带滤波器设计

4.1双模谐振器设计

4.2基于双模谐振器的宽上阻带高选择性双通带滤波器设计

4.3高选择性独立可调双通带滤波器设计

4.4 两种双通带设计方案的比较

4.5本章小结

5 基于多模谐振器的高选择性三通带滤波器设计

5.1 三阶阶跃阻抗枝节谐振特性分析

5.2 基于三模谐振器高选择三通带滤波器设计

5.3 基于源负载耦合的高选择性三通带滤波器设计

5.4 两种方案比较

5.5 本章小结

6 总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间完成的研究成果