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截止波导及其对消失模滤波器设计的应用

无线电工程 2004年第3期34卷 62-64页

作者：李志永中国电子科技集团第54研究所

简要分析了截止波导的传输特性。文献指出,当管壁无耗时,其传输常数为实数,并且特性阻抗是纯电感。在此基础上,结合传输线设计理论和微波网络理论,推导出了一定长度截止波导的等效电路,利用这些结果和普通滤波器的设计理论推出了消失模... 详细信息

简要分析了截止波导的传输特性。文献指出,当管壁无耗时,其传输常数为实数,并且特性阻抗是纯电感。在此基础上,结合传输线设计理论和微波网络理论,推导出了一定长度截止波导的等效电路,利用这些结果和普通滤波器的设计理论推出了消失模滤波器的设计方法。最后应用此方法设计了一个三腔截止波导滤波器,用实践对理论进行了验证。

关键词：截止波导消失模滤波器微波网络传输线设计等效电路

基于基片集成波导技术的宽带带通滤波器的设计

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基于基片集成波导技术的宽带带通滤波器的设计

作者：王立娜哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

基片集成波导是一种将传统介质填充矩形波导集成在介质基板上的波导结构，它具有与金属矩形波导相似的传输特性。基片集成波导继承了金属矩形波导辐射低、插入损耗低等优点，同时剖面低、易于集成、易于加工，因此广泛的应用于现代无线... 详细信息

基片集成波导是一种将传统介质填充矩形波导集成在介质基板上的波导结构，它具有与金属矩形波导相似的传输特性。基片集成波导继承了金属矩形波导辐射低、插入损耗低等优点，同时剖面低、易于集成、易于加工，因此广泛的应用于现代无线通信系统中。利用基片集成波导设计微波带通滤波器成为了一个研究热点。普通的基片集成波导带通滤波器的工作频率很高，带宽很窄，这制约了其在移动通信系统中的发展。本文提出了3种加载不同的缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器，工作频带均覆盖1.8～2.6GHz，相对带宽均能达到36.4%以上。在此基础上，设计了两种加载不同缺陷地结构的半模基片集成波导滤波器，在设计指标相同的情况下，尺寸只有全模基片集成波导的一半，很好的实现了结构小型化。同时根据波导缝隙与阻抗（导纳）元件的对应关系，并结合对称振子与磁流的对偶关系，得到了加载缺陷地结构的基片集成波导滤波器的等效集总参数电路模型，很好的解释了该滤波器的带通特性，以及滤波器尺寸较大的原因。为了进一步减小尺寸，本文又设计了一种加载矩形金属块的消失模基片集成波导带通滤波器，该带通滤波器同样可以工作在1.8～2.6GHz范围内。通过基片集成波导与传输线的等效关系，最终推导出加载矩形金属块的消失模基片集成波导的等效电路，解释了该滤波器的宽带带通特性。文中进行的所有仿真工作均由CST Microwave Studio电磁仿真软件实现，根据仿真结果制作了相应的基片集成波导滤波器实物。使用Anritsu37247D型矢量网络分析仪测试了它们的传输系数与反射系数，实验结果与仿真结果具有很好的吻合，证明了设计思路的正确性，所设计的滤波器均可以应用到第四代移动通信系统中。

关键词：基片集成波导缺陷地带通滤波器消失模滤波器

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基片集成波导技术在微波滤波器中的应用研究

基片集成波导技术在微波滤波器中的应用研究

作者：罗晓哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)以其具有传统矩形波导高品质因素、高隔离度、高功率容量、低插入损耗和低辐射等优点,且同时具有传统矩形波导没有的如体积小、重量轻、易于加工、成本低、易于与其他平面微波结构集... 详细信息

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)以其具有传统矩形波导高品质因素、高隔离度、高功率容量、低插入损耗和低辐射等优点,且同时具有传统矩形波导没有的如体积小、重量轻、易于加工、成本低、易于与其他平面微波结构集成等特点而成为研究热点。本文利用SIW技术制作滤波器,并用半模结构和折叠结构对其进行小型化处理,使基片集成波导滤波器性能更好,适用范围更广。本文利用基片集成波导做了三款带通滤波器:一种加载T型槽缝的平面折叠半模SIW带通滤波器、半模消失模SIW带通滤波器、平面折叠半模消失模SIW带通滤波器。其中,加载T型槽缝的平面折叠半模SIW带通滤波器工作频带为2.13GHz.15GHz,相对带宽为38.6%。半模消失模SIW带通滤波器工作频带为1.82GHz.72GHz,相对带宽为68.6%。平面折叠半模消失模SIW带通滤波器工作频带为1.95GHz.40GHz,相对带宽为54.2%。这三款滤波器分别从横向或者纵向尺寸上面对滤波器的尺寸实现了小型化。在滤波器指标相近的条件下,加载T型槽缝的平面折叠半模SIW带通滤波器比普通加载缺陷地SIW滤波器的纵向尺寸小38.2%,半模消失模带通滤波器比普通消失模SIW滤波器的横向尺寸小50%,平面折叠半模消失模SIW带通滤波器比普通消失模SIW滤波器的纵向尺寸小37.6%。本文制作了实物,并对实物的S参数进行了测试,测试结果与仿真结构基本相符。本文还对加载I型槽缝的SIW带通滤波器的等效电路模型进行了分析,通过等效电路模型计算出的传输矩阵得到了滤波器单元的S参数曲线,将其和仿真所得到的S曲线进行了对比。CST软件仿真与等效电路模型计算得到的通频带的上下限频率吻合较好,证明了等效电路的正确。从而建立起分析该型滤波器的方法,并能以此理论指导后续相关加载缺陷地结构的SIW滤波器的设计。

关键词：基片集成波导小型化带通滤波器消失模滤波器半模

一种用于卫星通信的高隔离全带宽线极化双工器

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微波学报 2023年第4期39卷 57-61页

作者：刘颖巧蒋然尤阳尤清春陆云龙宁波大学信息科学与工程学院无线研究院宁波315211

文中设计了一种Ku频段新型全金属高隔离度线极化双工器,它由一个正交模耦合器(Ortho-mode Transducer,OMT)和两个不同频段的滤波器组成。OMT采用非对称无隔膜形式,在保持结构紧凑的同时实现了全带宽通信,具有优异的线极化特性。为抑制... 详细信息

文中设计了一种Ku频段新型全金属高隔离度线极化双工器,它由一个正交模耦合器(Ortho-mode Transducer,OMT)和两个不同频段的滤波器组成。OMT采用非对称无隔膜形式,在保持结构紧凑的同时实现了全带宽通信,具有优异的线极化特性。为抑制带外信号,提高双工器端口隔离度,上行链路通道采用了结构紧凑、损耗小的消失模带通滤波器,下行链路通道采用结构简单的阶梯阻抗低通滤波器。测试结果表明,线极化双工器覆盖了卫星通信上下行链路的全部带宽(上行:13.75~14.5 GHz,下行:10.7~12.75 GHz),在工作频段范围内反射系数小于-15 dB,端口隔离度优于85 dB。

关键词：高隔离度全带宽正交模耦合器消失模滤波器阶梯阻抗滤波器

基于基片集成波导的几种微波无源器件设计与分析

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基于基片集成波导的几种微波无源器件设计与分析

作者：赵志华哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

基片集成波导是一种新型的波导型传输线,具有与传统介质填充波导相似的导波结构,理论研究证明,二者也有相似的传输特性。因此,基片集成波导具有传统矩形波导插入损耗低、功率容量大、辐射小等优点,同时兼具微带线低剖面、尺寸小、易于... 详细信息

基片集成波导是一种新型的波导型传输线,具有与传统介质填充波导相似的导波结构,理论研究证明,二者也有相似的传输特性。因此,基片集成波导具有传统矩形波导插入损耗低、功率容量大、辐射小等优点,同时兼具微带线低剖面、尺寸小、易于加工、易于与其他平面结构集成等优点。本文设计了4种基于基片集成波导结构的微波无源器件:(1)设计了一种基于立体折叠半模SIW的消失模滤波器,工作频带为2.04-3.28GHz,相对带宽达到46.61%,带外抑制优于25d B;(2)设计了一种基于SIW的全模功率分配器,在9.4-11GHz的频率范围内能实现四个输出端口的功率分配,在此基础上,设计了半模SIW两路功率分配器,并将其应用到原全模结构的四路功分器当中,所实现的半模基片集成波导四路功率分配器在7.79-9.86GHz的频率范围内能实现四个输出端口的功率分配;(3)设计了一种基于基片集成波导的移相器,讨论了波导中加载圆柱形电感销钉的等效电路,设计了一种加载4对电感销钉的微波移相器,在9.32-9.68GHz(相对带宽为3.79%)的频率范围内能够实现90°±5°的相位偏移;(4)设计了一种基于基片集成波导的多孔定向耦合器,在5.52-6.58GHz的频率范围内能够实现耦合端口的耦合,在此基础上设计了一种基于半模基片集成波导的定向耦合器,在5.03-8.51GHz的频率范围内能够实现-6d B的耦合端口耦合,与全模结构相比较,横向尺寸缩减51.9%,纵向尺寸缩减了48.7%。上述所有微波无源器件模型,均在CST Microwave Studio?电磁仿真软件中建立了相应的模型,并进行了优化工作和实物的加工,对实物使用安捷伦N5227A型矢量网络分析仪进行了测试,测试结果表明,实验结果与仿真结果吻合较好,证明了设计思路的正确性。所设计的无源器件均已实现了低剖面及轻量化,可以用于相应频段的通信与电子系统中。

关键词：基片集成波导消失模滤波器功率分配器定向耦合器移相器

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一种Ku频段波导双工器的小型化设计

无线通信技术 2022年第4期31卷 51-54页

作者：刘颖巧蒋然宁波大学信息科学与工程学院宁波315211

本文提出了一种工作于Ku频段的紧凑型全带宽高隔离度波导双工器,该双工器由正交模耦合器OMT(Ortho-Mode Transducer)和消失模波导滤波器组成,OMT采用非对称无隔膜形式,结构紧凑的同时实现了正交模极化隔离度大于50dB。滤波器采用了结构... 详细信息

本文提出了一种工作于Ku频段的紧凑型全带宽高隔离度波导双工器,该双工器由正交模耦合器OMT(Ortho-Mode Transducer)和消失模波导滤波器组成,OMT采用非对称无隔膜形式,结构紧凑的同时实现了正交模极化隔离度大于50dB。滤波器采用了结构紧凑的消失模滤波器,带外抑制好,用于上行链路信号的分离,下行链路信号的分离则用一段截止波导来实现。该双工器接收频段为10.7~12.75GHz,发射频段为13.75~14.5 GHz,最终实现工作频段内反射系数均小于-15dB,驻波小于1.5,收发端口间隔离度大于95dB,且整体结构高度小于50mm,长度小于103mm,实现了双工器小型化且高隔离度的要求。

关键词：高隔离度小型化消失模滤波器全带宽