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高性能小型化平面微波滤波器研究

周明祺  
【摘要】: 微波滤波器具有频率选择传输的特性,这可以使它在传输一个或多个通带的能量同时衰减一个或多个阻带的信号,因此,它是微波/射频电路与系统中的一个关键部件。迅速发展的无线通信应用的要求对微波滤波器提出了越来越高的要求——更高的性能、更小的尺寸、更轻的重量和更低的价格。本论文详细的研究了一些高性能小型化的微波平面带通滤波器的设计理论与技术,包括横向谐振器带通滤波器、扩展偶极滤波器和双通带滤波器。本论文的主要工作如下: 首先,系统的研究了新颖的横向谐振器带通滤波器的设计理论,特别是特殊的二阶横向滤波器—开环双模滤波器的特性。基于这些研究,提出了两种新颖的全范数三阶平面横向带通滤波器。同最新报道的应用微带和腔体混合技术的三阶全范数横向带通滤波器相比,这些滤波器的尺寸小得多,并能灵活配置传输零点。 其次,提出一种新颖的E型四分之一波长谐振器用于双通带滤波器设计。结合伪交指耦合结构和钩型馈线,这种双通带滤波器不仅可以控制双带带宽,而且有非常紧凑的尺寸和良好的高,低阻带衰减特性。 第三,将横向谐振器带通滤波器理论应用于双通带滤波器的设计,所提出的横向双通带滤波器使用了两种谐振器并在两个通带都实现了全范数耦合结构。它有许多优点,比如可控带宽、紧凑的尺寸、灵活的传输零点配置和良好的频率选择特性。 第四,提出了两种小型化的可控带宽双通带滤波器,一种使用了谐振器嵌入式四分之一波长谐振器,高通带由嵌入式谐振器组成,低通带由四分之一波长谐振器组成,实现了可控带宽、非常紧凑的尺寸和良好的频率选择特性。另一种结合了三模谐振器和半波长谐振器,也是一种横向双通带滤波器,它同样具有可控带宽、紧凑的尺寸和良好的频率选择特性。 第五,提出了一种采用新颖的谐振器嵌入式开环双模谐振器的扩展偶极微带带通滤波器。由于所提出谐振器的优点,这种滤波器能引入源/负载耦合,从而首次实现了全范数的微带扩展偶极带通滤波器。与最新报道的微带扩展横向滤波器相比,这种滤波器具有小得多得尺寸并能实现全范数的耦合结构。 最后,是对整篇论文的结论和未来的展望。


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