【摘 要】
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现如今频谱资源紧张,往更高的频段发展已是必然的趋势,第五代移动通信网络(5G)时代的到来不论是对用户体验还是对各行各业的发展而言都将是一个巨大的提升。在通信电路中滤波器是必不可少的一个重要无源器件,故研究高性能、小型化、多通带滤波器对通信系统来说十分重要。本文主要研究了三款应用于5G频段的基片集成波导(SIW)结构的滤波器,并对滤波器的设计进行了详细分析。本文主要工作如下:1、提出了一款三角型谐振
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现如今频谱资源紧张,往更高的频段发展已是必然的趋势,第五代移动通信网络(5G)时代的到来不论是对用户体验还是对各行各业的发展而言都将是一个巨大的提升。在通信电路中滤波器是必不可少的一个重要无源器件,故研究高性能、小型化、多通带滤波器对通信系统来说十分重要。本文主要研究了三款应用于5G频段的基片集成波导(SIW)结构的滤波器,并对滤波器的设计进行了详细分析。本文主要工作如下:1、提出了一款三角型谐振腔双层SIW带通滤波器,该滤波器中心频率为27.55GHz,3d B带宽为1.5GHz,可应用于5G毫米波频段。通过将矩形谐振腔利用金属化通孔沿对角线一分为二,形成两个三角谐振腔。基于耦合矩阵理论对耦合系数进行设计分析,除了谐振腔之间的磁耦合外,还通过在中间金属层刻蚀槽型以实现交叉耦合,交叉耦合可以提升滤波器的带外抑制性能,由仿真结果可知带外抑制优于-30d B。相比工作于同频段的滤波器,该滤波器结构更加紧凑。2、提出了一款基于奇偶模分析理论的三频带半模基片集成波导(HMSIW)滤波器,该滤波器三个频带的中心频率分别为2.98/4.78/6.62GHz,3d B带宽分别为40/170/110MHz,通过调整参数可以实现三个通带中心频率及带宽可调,三个通带带宽可调范围分别为40-110MHz/50-250MHz/110-370MHz,并在各通带两侧共形成六个传输零点。滤波器结构采用对角线切割的三角形HMSIW腔体,通过引入两个双模谐振器,使HMSIW谐振腔本身的谐振模式与双模谐振器的奇偶模式相耦合从而实现多通带,在滤波器的金属地层加入缺陷地结构(DGS),一定程度上实现了小型化,最后在输入输出端口之间通过微带线耦合增加了带外抑制性,提高了滤波器整体性能。3、提出了一款基于QMSIW结构的双频带带通滤波器。该滤波器两个频带的中心频率分别为3.44GHz和7.14GHz,3d B带宽分别为0.57GHz和0.05GHz,通带内S11优于-15d B,滤波器整体结构是基于一个QMSIW谐振腔,引入切角微扰以消除一些高阶模的干扰,利用金属化通孔将QMSIW分为两个HMSIW谐振腔,并通过开窗的方式实现两个HMSIW谐振腔之间的耦合,另外在金属层表面沿谐振腔边缘刻蚀了一条矩形槽型,并在金属地层刻蚀了哑铃型的DGS结构,通过仿真结果可知该滤波器保证了两个频带之间具有良好的带外抑制的同时使滤波器实现小型化。
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