微带多模谐振器的研究及其在滤波器设计中的应用

摘要

通信行业的飞速发展使得多频通信系统成为了研究热点。多频滤波器是通信系统的重要组成部分，其尺寸和性能直接影响到整个通信系统。因此，实现高性能、微型化的多频滤波器是当前倍受关注的课题。谐振器是设计滤波器的核心组件。多模谐振器（MMR）具有尺寸小、模式丰富和插损低等优点，其在降低设备成本、减小设备体积和增加信道容量等诸多方面起了重要作用，因此得到了广泛的应用。高性能多模谐振器对高性能滤波器的实现有着极大的帮助。
　　本文在研究多模谐振器的基础上，加上适当的耦合结构，设计出多模谐振器，达到滤波器微型化和高性能的目标。
　　主要内容包括以下几点：
　　1.研究了微波滤波器的基本理论，包括微带线的结构、各项参数，以及微波滤波器的各项基本设计指标，研究了奇偶模分析方法，分析了广义Chebyshev滤波器。微波滤波器的基本理论为后续滤波器的设计工作提供了依据。
　　2.分析了高性能多模谐振器的结构及其谐振特性。第一，针对阶跃阻抗谐振器（SIR），分析了λg/4型和λg/2型两节阶跃阻抗谐振器以及三节对称型阶跃阻抗谐振器的结构及其谐振特性。第二，针对枝节线加载谐振器（SLR），分析了短路枝节线加载谐振器、开路枝节线加载谐振器以及十字谐振器的结构和谐振特性，并给出了大量的仿真图。
　　3.设计了新型组合谐振器。该谐振器是由两个双模谐振器组合而成，其四个模式的谐振频率都可独立控制。同时，利用该组合谐振器结构的物理拓扑优势，设计了可以同时为两个通带提供合适的外部耦合的平行耦合馈线。由该组合谐振器构成的双通带滤波器，可以实现每个通带的中心频率和带宽灵活调节并且相互独立。最终实现了一款工作于1.5GHz和2.4GHz的双通带滤波器。测量结果表明，其两个通带中心频率处的插入损耗分别为0.5dB和0.6dB，回波损耗分别优于18dB和17dB。
　　4.设计了四模谐振器。该谐振器可以产生四个模式的谐振频率，进一步实现了滤波器的小型化。此外，引入了源负载耦合，使基于该谐振器的双通带滤波器两个通带之间的传输零点增加到两个，大大地提高了两个通带之间的隔离度。最终实现了一款工作于2.4GHz和3.5GHz的双通带滤波器。测量结果表明，该滤波器两个通带中心频率处的插入损耗分别为1.0dB和0.5dB，回波损耗分别优于20dB和18dB。

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第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文工作内容及结构安排

第二章 微波滤波器的基础理论

2.1前言

2.2微带线理论

2.3奇偶模分析方法

2.4广义Chebyshev滤波器

2.5本章小结

第三章 高性能多模谐振器

3.1前言

3.2阶跃阻抗谐振器结构及其谐振特性分析

3.3 枝节线加载谐振器

3.4本章小结

第四章 枝节加载双模谐振器及其在滤波器中的应用

4.1前言

4.2双模谐振器谐振特性分析及滤波器设计

4.3本章小结

第五章 圆形枝节加载四模谐振器及其滤波器中的应用

5.1前言

5.2圆形枝节加载四模谐振器谐振特性分析及双通带滤波器设计

5.3本章小结

第六章 结论与展望

6.1研究结论

6.2研究展望

参考文献

致谢

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