基于谐振腔的紧凑型微波滤波器设计

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuweidexin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着5G时代的到来,能够使用的通信频带资源已经非常有限,工作频率不断增大,要能在狭小的通频带间进行信号的传输,对滤波器的功率容积和过滤性能提出了更加苛刻的要求,而且由于安装空间有限,对滤波器的尺寸也有了更高的要求。所以基于谐振腔的紧凑型微波滤波器的设计是极具应用价值的。本课题主要在电磁扰动理论,调谐理论以及微波腔体滤波器理论的基础上,开展了基于谐振腔的紧凑型微波滤波器设计,通过采用介质和电容加载的方式来缩小滤波器整体的体积,并设计出带通介质腔体滤波器。本文主要有以下工作:1、对于腔体滤波器的发展和研究现状进行了简单的介绍,并分析和学习了滤波器的相关理论,本文所做的氧化铝介质同轴腔体滤波器就是在这些基础下提出来的。2、根据谐振腔的结构理论,探讨了单腔的各项尺寸对于单腔中心频率和品质因数的影响;由低通原型电路理论和耦合结构理论,我们可以计算出本课题中滤波器的阶数,以及滤波器各个腔间的耦合系数和输入输出结构的耦合系数。以低通原型转化的带通电路为依据,采用电感膜片的方式,逐步设计并仿真谐振腔滤波器的耦合结构,分析了各项参数对中心频率和耦合系数的影响,优化并确定了滤波器结构的尺寸;在此基础上,采用折叠的方式缩小滤波器的体积,达到滤波器小型化的目的;最终,结合优化后的结果,加工样品进行验证。3、根据介质谐振器理论,结合介电陶瓷材料的优势,进行烧制工艺探索。即使用烧结炉,实现常温常压下的陶瓷制备,进行多次实验,并将烧制样品与工程烧制陶瓷进行对比,进一步优化工艺。4、分析介质对尺寸的影响,设计仿真基于陶瓷介质的滤波器,进一步缩小滤波的体积。基于陶瓷材料的可调节性差的特点,设计了调节结构,并在CST中对介质滤波器的整体结构进行仿真和优化。最终,可以得到通带为2515MHz-2675MHz,带外抑制大于36d B,尺寸仅为48.75mm*18.3mm*5.87mm的10阶带通滤波器。该同轴腔紧凑型介质微波滤波器基于实际应用,能够在低介电常数下实现小型化,并拥有较大的功率容积,可用于基站等对功率和尺寸都有较高要求的场景,结构简单,成本较低。
其他文献
在毫米级和亚毫米级(THz)频段,微波真空功率放大器在电子对抗、雷达、通信等领域应用广泛,但是当工作频率提高到W及以上频段,行波管等真空功率放大器的核心部件——慢波结构——尺寸越来越小,传统的加工方法难以满足其精度上的要求。具有电压低、频带宽、易集成等优点,同时可以通过微细加工工艺实现的微带线慢波结构因此获得了广泛关注。本文与现有加工技术相结合,先后设计了两种方案的90-102GHz频段微带线行波
在低电离层,特别是在D层内,无线电波的传播不仅可能受电子的影响,还可能会受离子的影响,但是由于离子质量大速度慢,所以一般在计算介电系数时只考虑电磁波与电子的相互作用,而忽略离子碰撞项的贡献,本文为了探究离子对介电系数和电导率的影响,开展了相关的数值模拟和实验研究,本文的研究工作包括:通过数值计算分析了离子对等离子体的介电系数和电导率的影响。计算结果表明:在电离层的某些特殊情况下(比如发生电子吞噬效
随着科学发展和技术的进步,红外技术越来越多地被应用于军事侦察、红外隐身、夜间成像、辐射制冷和医疗检测等领域。但由于传统红外材料相对固定的光电性能,使得相关器件及应用受到极大限制。微纳结构加工技术的出现改变了这一状况,利用等离激元共振和F-P腔谐振等物理效应,设计构建微纳结构,可以显著改善材料吸收及辐射特性。本文从红外辐射调控技术及应用的角度出发,以黑硅(BSi)和一维光子晶体为研究对象,使用仿真和
近年来,类液态Cu2-xSe基热电材料因其热电性能优异,且组成元素无毒无害而受到广泛关注。然而,该类材料随温度变化而发生的物相变化及类液态Cu离子在外场作用下长程迁移造成元素析出等现象,导致其稳定性较差,阻碍实际应用。据报道,类液态Cu2-xSe材料的稳定性及热电性能与Cu空位浓度密切相关,适当的Cu空位能有效抑制相变且增强材料的服役稳定性。然而,过量Cu空位导致材料本征载流子较高、热电性能较差。
太赫兹(THz)波是指频率在0.1~10 THz(波长3000~30μm)范围内的电磁波。太赫兹波段能够覆盖许多物质的特征谱,并且可以利用特征谱的特点研究一些基础科学问题。太赫兹波作为一种还未被广泛应用的、潜在应用价值巨大的、具有独特优势和战略意义的电磁波频段,将为科技进步、经济建设、社会治安和国家安全提供有力支持。真空电子器件是一种稳定且能高效率产生电磁波的源器件,具有非常重要的作用。扩展互作用
毫米波一直是雷达、遥感、成像和安全等领域的研究热点,近几十年来,为了满足人们对高数据速率、大通信容量和一些潜在应用的需求,对高频器件的研究得到了迅速发展,对用于卫星接收机系统、未来个人通信系统和毫米波雷达的毫米波电路的开发提出了更高的要求。变频组件作为毫米波雷达的关键组成部分,影响着整个系统性能的好坏,起着至关重要的作用。本文围绕设计指标展开说明,结合教研室车载雷达项目需求,综合设计了一款用于毫米
回旋管是具有最高输出功率记录的快波器件,在空间通信、热核聚变与医疗诊断方面受到广泛的关注,伴随着其工作频率的增加,回旋管将大幅提升对磁场的需求,采用高次谐波有助于降低工作磁场,但同时也会加剧模式竞争。与传统的热阴极相比,场致发射冷阴极几乎能够支持瞬态开启,满足超紧凑的设计要求以及工作在室温条件下。基于碳纳米管(CNTs)冷阴极的电子发射源已被广泛证明具有高电流密度、优异的化学和热稳定性、低开启电压
随着在医疗监测和能量采集等领域的突出表现,柔性电子技术引起了人们的广泛关注。由于其柔软的特性,可运用在皮肤表面等,实现电子设备的可穿戴,为一些应用提供大量的新功能。可穿戴设备领域发展的一大趋势就是柔性光电传感器的使用。其中,基于GaSe/MoS2异质结的光电探测器可借助于其材料优异的光电特性和异质结的辅助,实现从可见光到近红外光的高性能探测。然而现有的基于GaSe/MoS2异质结的光电探测器大多基
GaN材料作为宽禁带半导体,具备优良的材料特性,被广泛应用于功率半导体器件中,具有较高的研究价值。国内外GaN基功率二极管的相关研究表明,目前GaN基功率二极管中存在结边缘电场集中效应以及电场非均匀分布的问题,严重制约了GaN基功率二极管的耐压提升。本文针对GaN基功率二极管的耐压结构和温度特性进行了深入研究,取得的研究成果主要如下。首先,为解决GaN基功率二极管中存在的电场非均匀分布的问题,本文
现代雷达以及电子对抗系统的不断发展,促使着电磁波的使用频率在低频端向P波段扩展,吸波材料的应用在P波段已越来越广泛。反射率是衡量吸波材料性能好坏的重要微波指标,其值与所处环境温度、电磁波的入射角以及电磁波的极化方式等都有着密切的关系。常见的吸波材料在P波段的反射率在-20d B左右,但此数值在不同的电磁波波段、入射夹角和极化形式下,浮动将会更加明显,特别是尖锥形的吸波材料,在频率较高时或较大入射角