同轴腔滤波器小型化研究

摘要

随着各种通信系统速率和容量的提升以及频谱资源日益紧张，同轴腔滤波器因为性能优越而得到广泛运用。但其运用环境往往受到尺寸的限制，所以其小型化研究成为工程运用的一大难题。同时由于当下通信系统越发的复杂，其电磁兼容特性以及器件端口的隔离度要求也增高，而直线型的同轴腔滤波器具有这样的优点而广泛以多工器的形式运用到各种高抗干扰系统中。但直线型同轴腔滤波器的小型化尤为的困难，因为交叉耦合技术将变得无效，所以本文的设计实例都是直线结构的滤波器。
　　在此背景下，本文仔细分析同轴腔滤波器小型化研究和滤波器耦合综合理论的发展，发现它们呈现出相互促进的关系。所以本文重点研究了基于滤波器耦合理论的小型化技术而不采用弊端较大的谐振器小型化技术。因为耦合技术实现小型化比谐振器小型化技术更具优势，其对滤波器的性能影响十分的小。尤其是在同轴腔滤波器中。本文的核心技术就是具有传输零点特性的混合电磁耦合技术。
　　本文的行文思路是首先更加详尽地解释混合耦合技术产生零点的原因，其次基于此原因总结归纳出更加简便的工程设计方法，最后运用此方法并结合新的混合电磁耦合结构进行滤波器的小型化设计。
　　本文的贡献包括以下几点：
　　1、整理了多种同轴腔小型化技术，对比了平面滤波器的相关小型化技术，得出了耦合理论对同轴腔滤波器具有很大工程价值的结论。
　　2、重点研究对比了交叉耦合和混合电磁耦合技术，其中交叉耦合技术适用于单个滤波器小型化，而混合耦合适用范围更广，但方法设计更为复杂。
　　3、更加详尽的阐明了混合电磁耦合结构的传输零点特性。
　　4、总结归纳出了一种混合电磁耦合滤波器高效工程设计方法。
　　5、创新性的基于耦合系数的电磁场意义设计了一款高性能新型混合耦合结构，该结构具有一致性、可控性、独立性、易加工、易调谐等特点。设计了一系列的直线型混合耦合同轴抢滤波器对新方法和新结构经行了严格的验证，同时成功的设计并加工了两款款小型化程度达到25％以上的高性能滤波器，并分析了其插入损耗和功率容量。

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第一章 绪论

1.1研究工作的背景与意义

1.2同轴腔滤波器小型化国内外研究历史与发展

1.3本文的主要贡献

1.4本论文的结构安排

第二章 耦合带通滤波器设计基础

2.1滤波器的网络综合设计方法。

2.2耦合系数的提取

2.3耦合带通滤波器的快速设计

2.4本章小结

第三章 交叉耦合同轴腔滤波器小型化设计

3.1 交叉耦合实现原理

3.2λ/4型同轴腔及耦合结构

3.3 同轴腔交叉耦合滤波器仿真设计

3.4 同轴腔交叉耦合滤波器小型化结果分析

第四章 混合电磁耦合滤波器小型化技术

4.1 混合耦合综合设计

4.2 混合耦合微波结构传输零点特性

4.3混合耦合滤波器工程设计方法

4.4 本章小结

第五章 直线型混合电磁耦合滤波器的设计

5.1 基于阶跃阻抗同轴腔的新型混合耦合结构

5.2基于阶跃阻抗同轴腔的电耦合滤波器设计

5.3直线型混合耦合同轴腔滤波器设计

5.4实物加工与测试

5.5直线型同轴腔滤波器的小型化分析

5.6本章小结

第六章 全文总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果