微带交叉形谐振器的建模及其应用

摘要

微带交叉形谐振器(Cross-Shaped Resonator，CSR)结构简单，在各种微带电路中广泛使用。但随着频率升高，其中心接头结构将产生寄生电容，影响最终设计结果。论文通过对微带交叉形谐振器建模，利用导纳矩阵推导了参数解析公式，给出了改进方法，并据此研制了用于雷达组网的Ku波段双工器，完成了雷达组网发射机研制。具体内容包括:
　　1.建立微带交叉形谐振器的等效电路模型，提出一种基于导纳矩阵的四端口微带交叉形谐振器高精度超宽带等效电路参数提取方法，给出其闭式提取式，并对模型进行准确性验证和参数分析。
　　2.将传统的微带交叉形谐振器结构改进为凹-微带交叉形谐振器结构和凸-微带交叉形谐振器结构两种形式，以精确控制微带交叉形谐振器中心处寄生电容的影响。利用改进后的微带交叉形谐振器结构研制了两个中心频率分别为14 GHz和16.5 GHz的DBR滤波器。最后通过T型节连接制作出一个符合雷达组网通信系统要求的Ku波段DBR微带双工器。实测3 dB相对带宽分别为7.3％和6.4％，通带内插入损耗分别小于2.2 dB和2dB，回波损耗分别好于14 dB和12 dB，阻带抑制高于50 dB，并具有高达60 dB的隔离度。
　　3.基于现有雷达平台设计了一种基于2FSK的雷达组网通信系统，完成了发射机的搭建。发射机上通道用于LFMCW雷达信号发射，下通道用于目标信息发射。通信信道利用2FSK调制基带信号，调制信号上变频放大后与线性调频信号一起通过本文研制的DBR双工器连接到发射天线。实测双工器输出信号满足指标要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究概况

1．2．1 微带交叉形谐振器研究概况

1．2．2 DBR滤波器及双工器的概况

1．3 本课题的研究内容和论文组织框架

2 微带交叉形谐振器的建模及其分析与改进

2．1 引言

2．2 导纳矩阵

2．3 微带交叉形谐振器的建模及其分析

2．3．1 建模与导纳矩阵公式推导

2．3．2 基于导纳矩阵的等效电路参数提取

2．3．3 等效电路模型准确性验证及参数分析

2．4 微带交叉形谐振器结构的改进

2．5 本章小结

3 微带交叉形谐振器在双工器当中的应用

3．1 双工器的基本理论

3．2 切比雪夫滤波器的实现方法

3．2．1 低通滤波器原型

3．2．2 频率变换

3．2．3 导纳变换器

3．3 DBR滤波器的基本原理

3．3．1 双重行为的谐振器(DBR)

3．3．2 基于DBR的微带滤波器的的设计

3．4 微带交叉形谐振器在DBR滤波器中的应用

3．4．1 基于微带交叉形谐振器中心频率为14GHz的DBR滤波器A的设计

3．4．2 基于微带交叉形谐振器中心频率为16．5 GHz的DBR滤波器B的设计

3．5 基于DBR滤波器的微带双工器

3．5．1 基于DBR滤波器的微带双工器的设计

3．5．2 双工器实测结果分析

3．6 本章小结

4 双工器在雷达组网中的应用

4．1 雷达组网

4．2 双工器在雷达组网中的应用

4．2．1 雷达组网通信系统结构框图

4．2．2 雷达组网通信系统设计指标

4．3 双工器在发射机上的应用

4．3．1 2FSK基本原理

4．3．2 目标信息发射信道方案的设计与介绍

4．3．3 主要器件的选型和模块电路的设计

4．3．4 发射端的指标验证

4．4 本章小结

5 结束语

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文情况

申请专利情况

攻读硕士学位期间参加的科学研究情况