基于UV-LIGA技术的双频段波导带通滤波器设计与制备

摘要

双频段波导带通滤波器作为双频甚至多频无线通信系统中一个负责过滤信号的关键无源器件，如何提高其频率选择特性，实现其体积微型化已成为微波射频领域的一个热点。矩形波导以其低损耗、高功率容量且易于与测量系统互联的优点在微波频段广泛应用。本文通过对交叉耦合型带通滤波器的探索和研究，设计出一款结构简单、宽频带、低损耗、高带外抑制的双频段波导带通滤波器，并使用UV-LIGA技术完成了加工。
　　通过总结国内外对于双频段滤波器的研究理论和设计理念，从波导带通滤波器的设计理论出发，结合谐振腔的交叉耦合理论，通过HFSS电磁仿真软件进行建模仿真，分别设计出了中心频率为80GHz和100GHz的单频段波导带通滤波器，并对相关结构参数进行扫描分析，发现了参数变化对滤波器性能的影响。利用波导分支接头将两个单频段波导带通滤波器并联起来，设计出了一款双频段波导带通滤波器，并对其进行了建模仿真。
　　综合考虑双频段波导带通滤波器的结构模型和测试系统的连接方式，选用UV-LIGA技术完成了双频段波导带通滤波器的加工，并对其进行金属化处理和结构封装。结构封装前通过共聚焦显微镜对结构的三维形貌进行了观察和测量，测试结果发现其高度误差较小，表面平整，证明了加工方案的可行性。制备了测试用的波导法兰，对双频段波导带通滤波器的电磁性能进行了测试，测试结果与仿真结果基本吻合，对后续双频段波导带通滤波器的研制具有一定的意义。

目录

声明

摘要

1．1研究背景及意义

1．2国内外研究现状

1．3本论文的主要工作

1．4本论文的结构安排

2双频段波导带通滤波器设计理论基础

2．1矩形波导理论

2．1．1矩形波导内的TM波

2．1．2矩形波导内的TE波

2．2谐振腔

2．2．1谐振腔结构

2．2．2谐振频率

2．3波导分支接头

2．3．1 E-T型波导分支接头

2．3．2 H-T型波导分支接头

2．4交叉耦合理论

2．5本章小结

3双频段波导带通滤波器的设计与仿真

3．1单频段波导带通滤波器设计

3．1．1单频段波导带通滤波器结构设计分析

3．1．2单频段波导带通滤波器建模仿真

3．2参数变化对波导带通滤波器性能的影响

3．2．1波导带通滤波器的比例效应

3．2．2谐振腔尺寸对波导带通滤波器性能的影响

3．2．3耦合结构参数对波导带通滤波器性能的影响

3．2．4耦合膜片厚度对波导带通滤波器性能的影响

3．3双频段波导带通滤波器的设计

3．4本章小结

4 基于UV-LIGA工艺的波导带通滤波器制备

4．1 UV-LIGA工艺

4．2双频段波导带通滤波器加工版图设计

4．3工艺流程制定

4．4本章小结

5双频段波导带通滤波器的测试

5．1双频段波导带通滤波器表面形貌测试

5．1．1双频段波导带通滤波器侧壁高度测试

5．1．2双频段波导带通滤波器粗糙度测试

5．2双频段波导带通滤波器电磁性能测试

5．3本章小结

6．1研究工作总结

6．2进一步研究工作展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及取得的研究成果

致谢