带状线结构带通滤波器的设计研究

摘要

平面结构的微波滤波器由于其尺寸小、易集成以及便于利用PCB工艺加工等优点，多年来一直是微波滤波器设计研究的一个热点。本文主要研究基于带状线结构的带通滤波器的分析与设计。与微带线相比，带状线由于其封闭的结构，在用作微波谐振器时可以获得较高的品质因数，从而使得构成的滤波器具有较小的插入损耗。另外在新型LTCC生产工艺下，大量的滤波器实例都采用了带状线结构来实现，因此具有很大的研究价值。 文章首先对微波滤波器做了简单介绍与回顾，然后重点以双模谐振器滤波器和发夹型谐振器滤波器为研究对象，对其进行了分析与对比。在此基础上，作者提出了一种新型非简并模式的发夹型双模带通滤波器。其由内部带有中心条带的发夹型谐振器和一对两边对称的L型输入输出馈线构成。通过调节中心条带，可以使谐振器的前两个谐振模式分离或合并，从而达到调控带通滤波器通带的目的。作者先运用奇偶模与传输线理论对该谐振器进行理论分析，然后给出了基于带状线结构单级、双级和三级带通滤波器的仿真和测量结果。该带通滤波器具有较小的插入损耗和良好的矩形系数，易级联，并具有较高的带外抑制能力。同时，作者还对比了不同介电常数下，相同结构的单/双级微带带通滤波器的仿真结果，结果表明基于微带线结构的滤波器在插入损耗和带外抑制上都明显逊于带状线带通滤波器，从而验证了带状线结构的优点。

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第一章绪论

1.1微波滤波器的简介

1.1.1微波滤波器分类

1.1.2滤波器的设计方法

1.1.3微波滤波器的主要参数指标

1.2带状线结构带通滤波器

1.2.1带状线与微带结构的比较

1.2.2带状线结构滤波器的分类

1.3仿真软件及测量仪器的介绍

1.3.1 Zenland IE3D仿真软件

1.3.2 HP8270矢量网络分析仪

1.4本文的主要内容

第二章微波双模谐振器的研究

2.1引言

2.2双模谐振器的基本原理

2.3简并模式的双模谐振器及其分类

2.3.1按照谐振器的几何形状分类

2.3.2按照扰动方式的不同分类

2.4非简并模式的双模谐振器

2.4.1 T型结构

2.4.2非简并模式谐振器的典型应用

2.5双模滤波器的实现

2.5.1双模滤波器的设计准则

2.5.2双模滤波器的理论分析方法及等效电路模型

2.6本章小结

第三章发夹型谐振器带通滤波器的研究

3.1引言

3.2发夹型谐振器

3.2.1几种结构的发夹型谐振器

3.2.2发夹型谐振器之间的耦合

3.2.3发夹型谐振器的改进

3.3本章小结

第四章新型带状线结构的非简并双模带通滤波器

4.1新型谐振器的奇偶模理论分析研究

4.1.1奇偶模理论分析方法

4.1.2新型谐振器结构的奇偶模分析

4.1.3传输线的不连续性

4.1.4奇偶模理论与实验仿真值参数比较

4.2单级带状线带通滤波器

4.2.1单级带通滤波器结构

4.2.2单级滤波器的仿真与分析

4.3两级带状线带通滤波器

4.3.1两级带通滤波器结构

4.3.2两级带通滤波器的仿真与加工测量

4.3.3三级带状线带通滤波器的结构及仿真结果分析

4.4采用大介电常数的介质基片设计带状线滤波器

4.5采用微带线结构设计带通滤波器

4.6本章小结

第五章总结

5.1全文总结

5.2课题工作的总结

致谢

参考文献