应用于电视广播通信的定向耦合器与带通滤波器的研究与设计

摘要

在现代微波通信系统中，微波定向耦合器和微波滤波器的应用十分广泛,是许多微波电路的重要组成部分。定向耦合器各端口均阻抗匹配，这使得它们可以方便地嵌入到其它电路或子系统中。同轴腔体带通滤波器具有功率容量大、插入损耗低、寄生通带远等特点，在现代无线通信、数字电视广播、卫星导航、遥测遥感和雷达等系统中得到了广泛的应用。
　　本文的研究课题是基于某电视设备公司的项目，需要分别设计应用于电视广播通信的一种定向耦合器和窄带带通滤波器。由于电视广播通信能够利用的频谱资源有限，频道带宽不到10MHz，因此以上器件设计需要达到以下要求：首先，定向耦合器和滤波器均工作于中心频率600MHz处；其次，定向耦合器要求功率容量和隔离度要较高，同时带宽不能过大；第三，滤波器要求带宽窄，带外抑制高，带内损耗小，功率容量较高。
　　本文根据以上项目需求，以定向耦合器和滤波器作为研究对象，通过对带状线和同轴腔传输结构进行参数分析，研究并设计了一种基于空气带状线结构的定向耦合器和一种基于同轴腔结构的窄带带通滤波器。全文具体内容如下：
　　1）首先介绍了本文的课题来源以及研究意义，并介绍了定向耦合器与滤波器的发展历史和基本理论知识，为全文的展开打下基础。
　　2）对带状线，耦合线，以及耦合带状线的计算方法等理论知识展开分析。然后根据这些理论知识设计了一种基于空气带状线的3dB定向耦合器，并对该定向耦合器展开参数分析，得出各个参数对定向耦合器的影响，最终设计的定向耦合器可以实现电压驻波比小于1.2，隔离度大于20dB，带宽为16.7％。最后进行实物加工、测试并分析测试结果，且该定向耦合器的性能达到设计要求。
　　3）对同轴谐振腔的耦合模式，耦合结构，端口结构等展开分析，然后根据分析结果设计了一种同轴腔结构的窄带带通滤波器。该滤波器的带宽为1.25%，带内损耗为0.5dB左右，带外抑制高达60dB，最后进行实物加工，测试并分析测试结果，且该滤波器的性能达到设计要求。

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缩略语对照表

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2滤波器的发展历程及研究现状

1.3定向耦合器的发展历程及研究现状

1.4本文结构安排

1.5本章小结

第二章 滤波器和定向耦合器的基本理论

2.1定向耦合器的技术参数与基本理论

2.2定向耦合器网络分析

2.3滤波器的技术参数

2.4 四种基础滤波器的基本理论

2.5本章小结

第三章 定向耦合器的研究设计

3.1带状线、耦合线与耦合带状线的基础理论

3.2定向耦合器的设计

3.3实物加工与测量分析

3.4本章小结

第四章 同轴腔滤波器的研究设计

4.1 同轴腔的研究

4.2同轴腔滤波器的设计

4.3实物加工与测量分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1研究总结

5.2需要进一步改进与研究的问题

参考文献

致谢

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