电容加载腔体滤波器的小型化技术

作     者：莫坤山 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王清源

授予年度：2013年

学科分类：080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：腔体滤波器 电容加载 小型化 远寄生通带 

摘      要：微波滤波器作为最重要的无源器件之一，在无线基站通信系统、卫星通信系统、雷达探测系统、电子对抗等系统等领域中都有着不可替代的地位。滤波器的重要性使得其性能的优劣程度往往会影响到整个系统的质量。因此，随着各种微波系统对性能要求的日益提高，对滤波器也提出了越来越严苛的要求，如小体积、高性能、低损耗、窄过渡、高功率容量、远寄生通带、低成本等。这些问题成为了当前学术界和工业界关注的热点课题。对于射频/微波方面的学者和工程师来说，如何设计出能满足这些高要求的滤波器是一个巨大的挑战。要同时达到所有严苛的要求几乎是不可能的，但在工程应用中我们往往可以在这些要求上进行一定的折衷考虑，从而能够在滤波器的设计理论和物理实现形式上有所创新。 本文主要从实际工程应用的需求出发，在深入分析当前滤波器的设计理论和研究现状的基础上，致力于通过采用电容加载的方式来研究滤波器的小型化技术，并在同轴结构低通滤波器和单层介质电容加载的梳状线滤波器上面进行了验证。本论文涉及的主要内容如下： 首先，对微波滤波器的基础理论进行了介绍，并着重分析了通过电容加载来减小传输线长度的原理。通过转移矩阵和等效电路的分析，对谐振腔电容加载的原理进行了详细的阐释，并通过软件仿真的方法进行了验证。 其次，研究电容加载的同轴结构低通滤波器小型化技术，在减小了滤波器的体积的同时，成功将5倍截止频率处的寄生通带衰减到-50dB以下，从而使第一个有效寄生通带出现在10倍截止频率处。设计并加工了滤波器样品进行测试，测试结果完全达到了设计的要求。 再次，从梳状线滤波器的电容加载技术出发，研究了将单层介质电容加载到滤波器中以实现滤波器小型化的技术。并通过理论计算和软件仿真相结合，设计了一个单层陶瓷介质电容加载的梳状线滤波器，并加工了工程样品进行测试。之后对测试结果进行了分析，并与传统的电容加载滤波器进行了比较。 最后，对本文的研究内容进行了总结，并对论文涉及到的问题进行了对比分析，以及对下一步研究工作的发展方向进行了展望。