模式匹配法的应用及波导滤波器设计研究

摘要

在传统网络综合技术的基础上，改进了阻抗变换器模型，综合考虑了频率变化因子，同时利用模式匹配法对波导滤波器的膜片模型进行了精确分析，直接综合出波导滤波器的尺寸。该方法克服了传统方法设计宽带波导滤波器时误差较大的缺点，实现了宽带波导滤波器快速准确的设计。
　　 提出一种新型双脊加载E面插片波导滤波器，在传统E面插片波导的半波长谐振腔中周期性加载双脊波导形成紧凑型波导谐振腔。利用模式匹配法对该结构进行分析，得到基本单元的广义散射矩阵公式，并给出了双脊间距与滤波器谐振频率的关系曲线。最后设计了几个双脊加载的E面插片波导滤波器，数值计算结果表明该结构能使标准E面滤波器的带外衰减改善10-20dB，尺寸缩短近40％。

目录

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第一章绪论

1.1引言

1.2模式匹配法的发展现状

1.3微波无源器件设计的主要步骤

1.4研究背景及主要内容

第二章波导滤波器的基本理论及模式匹配法

2.1波导不连续性的基本概念

2.2波导中不连续性问题的解法

2.2.1波导中不连续性问题的严格解法

2.2.2波导中不连续性问题的近似解法

2.2.3波导中不连续性问题的近似解法

2.3等效电路分析波导不连续性

2.4模式匹配法

2.4.1模式匹配法的基本原理

2.4.2均匀柱波导中的场及模式

2.4.3功率归一化

2.4.4双端口网络不连续性的模式分析

2.5广义散射矩阵级联

2.5.1双端口网络广义散射矩阵级联

2.5.2二端口与三端口网络广义散射矩阵级联

2.5.3接有若干负载的多端口网络

2.5.4多端口网络的任意连接

第三章常规矩形波导E面膜片滤波器

3.1矩形波导基本理论

3.2低通原型电路设计滤波器的通用方法

3.2.1频率变换

3.2.2含有一种电抗原件的低通原型

3.2.3低通原型设计带通滤波器具体步骤

3.3矩形波导E面膜片带通滤波器的设计方法

3.3.1串联谐振电路的实现

3.3.2 K阻抗变换器的实现

3.3.3带通滤波器电路参数的确定步骤

第四章宽带波导滤波器准确综合与设计

4.1研究背景

4.2宽带频率转换公式及设计方法

4.3精确设计理论分析

4.3.1模型分析

4.3.2尺寸确定

4.3.3数值结果与比较

4.4本章结论

第五章双脊加载E面插片波导滤波器设计

5.1研究背景

5.2双脊加载E面插片波导滤波器理论

5.2.1 E面插片单元广义散射矩阵

5.2.2模式匹配法计算脊波导截止波数Kc

5.2.3脊波导单元广义散射矩阵的求解

5.3数值分析及验证

5.3.1双脊加载结构数值分析

5.3.2波器结构参数影响

5.4本章小结

第六章结论

致谢

参考文献

研究成果