1、真时阻带不能满足指标的要求在进行多次 仿真处理后能满足指标的要求。 滤波器的网络结构 在滤波器级数确定之后由理论计算或查表法可以得出由电感和电容等集总元 件构成的梯形网络结构其梯形网络如图所示 在此我们通过查表法来确定通带波动为的归化元件值为级本科毕业设计论文第页共Ⅰ页 。 由 可得 图归化带通滤波器电路图 介质腔体滤波器的微波实。
2、介质腔被激 励此时介质腔等效于个磁耦极子发生耦合从而进行能量传递信号能量经介质 腔个传至个直至最后个再通过微带输出结构构成滤波器的通带介质谐振 器的个数选取与通带特性有关圆柱形介质腔的模值很高谐振曲线可以很 尖锐满足定的阻带衰减同时通带的矩形系数较好。 截止波导尺寸参数的确定 矩形波导是横截面为矩形的空心金属管。在这种单导体的空心波导中不可能存在 波只能存在波或波属于色散导波系统。般来说不同的场分布具有不 同的传播特性但由于它们都能满足矩形波导的边界条件因此都能地存在于矩 形波导中于是在矩形波导中便有了和两个系列无限多种不同的模式。但是 在由模谐振器组成的谐振腔滤波器在波导中就要求只能传输模式波这 就需要通过选择。
3、 其中滤波器相对带宽 。 介质腔体滤波器的线路设计 由前面对滤波器基本原理及设计流程的阐述下面我们根据以上的基本原理来 设计此滤波器。 介质腔体滤波器规格的定义 此滤波器要求实现以下指标中心频率为带宽为插入损耗为级本科毕业设计论文第页共Ⅰ页 通带波动驻波比在处衰减不小于。这属于滤波器设计 的综合问题。 在确定了滤波器的工作特性之后要选择滤波器的逼近函数前面对滤波器的 逼近函数已作了简单的介绍由于最平坦式滤波器不能满足以上指标的要求而椭圆 函数式滤波器实现又较为困难因此选用切比雪夫式滤波器作为此滤波器的逼近函 数。 滤波器级数的确定。
4、 介质腔体滤波器的结构 级本科毕业设计论文第页共Ⅰ页 图介质腔体滤波器的基本结构图 图是介质腔滤波器的典型结构。这种结构的滤波器计算简单性能良好是 种很实用的微波带通滤波器。介质腔与探针电路装在封闭的金属盒内金属屏蔽盒 不仅有防止外界电磁干扰的作用它与微带电路基片起构成段部分填充介质的截 止波导适当地选择屏蔽盒截面尺寸使其截止频率远高于滤波器的通带频率则介 质谐振器与通常空腔谐振器样能够有选择地传递所需信号频率的能量。传至介质 谐振器附近的信号假如其频率与介质的模谐振频率不样介质谐振器不被 激励同时又由于屏蔽盒的截止波导作用信号能量不能通过这样就构成了滤波器 的阻带。当其频率与介质腔模的谐振频率相同时滤波器输出端。
5、定 滤波器的工作特性。工程上习惯于用插入衰减来描述滤波器的工作特性。定义为 当网络输出端口接匹配负载时网络输入端口的入射功率与负载所得到的功率 之比常用对数表示为 按照滤波器插入衰减的频率特性不同般将滤波器的工作特性分为四类低 通高通带通和带阻。本论文的指标为带通滤波器。 对于个微波滤波器有下列几项主要技术指标 通带载止频率和通带最大插入衰减 阻带边界频率和阻带最小插入衰减 寄生通带 插入相移和时延频率特性 所谓插入相移是信号通过滤波器后所引入的滞后相位即网络散射参数的相 角它是频率的函数随着的变化曲线即为滤波器的插入相移频率特性。 对于不同类型的滤波器我们并不需要自始至终地进行综合设。
6、的介质材料做成的谐振器已广泛应用于 多种微波元器件中。它具有如下特点体积小由于材料的介电常数高可使介质 谐振器的体积小至空腔波导或轴谐振器的以下便于实现电路小型化值 高高范围内可达基本上无频率限制可以适用到毫米 波高于谐振频率的温度稳定性好。因此介质谐振器在混合微波集成 电路中得以广泛的应用。目前介质谐振器已用于微波集成电路中作带通和带阻滤波 器中的谐振元件慢波结构振荡器的稳频腔鉴频器的标准腔等。 在微波集成电路中介质谐振器的形状通常为矩形圆柱形和圆环形。介质谐 振器的谐振频率与振荡模式谐振器所用的材料及尺寸等因素有关。分析这个问题的 方法早期是用磁壁模型法即将介质谐振器的边界看成磁壁来分析这种方法的误差 较大达。。
7、亦可计算出的值。级本科毕业设计论文第页共Ⅰ页 腔体耦合滤波器的电路模型 个腔体构成的腔体滤波器的等效电路如图所示其中的分别表示电感 电容和电阻表示电流回路。应用基尔霍夫电压定律我们可以得到等效电路的回 路方程 。
8、波器的线路设计 介质腔体滤波器的微波实现 腔体介质滤波器的仿真设计 软件介绍 腔体介质滤波器的工作原理 腔体介质滤波器的仿真过程 腔体介质滤波器的生产与调试 介质谐振器与截止波导的生产 滤波器的调试 滤波器的测试结果及分析 结论 致谢 参考文献 级本科毕业设计论文第页共Ⅰ页 引言 介质谐振器的发展和应用 微波介质谐振器是国际上年代出现的新技术之。年 就提出非金属介质体具有和金属谐振腔类似的功能并把它称为介质谐振腔。但是直 到六十年代末才开始使用到微波电路中。国内七十年代就有人研究八十年代初报导 了有关研究成果。 介质谐振器是用低损耗高介电常。
9、计简单的 方法是将低通原型滤波器分析清楚然后利用频率变换将低通高通带通带阻滤 波器变换成低通原型来综合设计。 在工程上只能用些函数去尽量逼近理想的衰减特性。常用的逼近函数有三种 最平坦函数切比雪夫多项式和椭圆函数。这三种逼近函数分别形成低通原型滤波器 的三种衰减频率特性而与之对应的滤波器分别称为最平坦式滤波器切比雪夫式滤 波器和椭圆函数式滤波器。这三种逼近函数所形成的衰减频率特性各有特点其中最 平坦式的特性表现为插入衰减随频率的增加而单调增大但随频率的增加的速率 比较缓慢即由通带过渡到阻带的频带比较宽这是它的不足之处。切比雪夫式的特 性表现为通带内衰减量有等起 反之如果给定ε。
10、 前面对滤波器逼近函数的选择及由低通原型滤波器到带通滤波器的设计已有简 单的介绍下面通过低通原型来确定滤波器的节数 在确定滤波器的节数时我们可以通过理论计算和查图表法来完成 我们要求中心频率为带宽通带波动阻带在处 衰减不小于。首先通过频率变换计算出归化频率为 式中 为相对带宽。计算可得。 因故用来确定。 由此可通过查切比雪夫式低通原型滤波器阻带衰减频率特性图见附录得 也可通过下面的计算得出介质腔体滤波器的节数具体计算如下 由式可得 由式当ε确定后便可由给定的确定元件数目 因此选来进行仿真。 但由于用级谐振腔滤波器进行。
11、 其中表示两个谐振器之间的互感为电压源值。 如果电路中所有的谐振器是相同的即与 并且在工作频率附近和窄带的条件下可以认为则上式可表示为 。
12、合适的波导尺寸来截止其他模式波可通过下式来根据不同模式的截 止波长来确定所需截止模式对应的波导尺寸 将 代入式可算得也即只 需即可将所有模式的波截止但考虑到波导尺寸与插损及阻带有定的关系 以及生产实际及目前小型化对产品的要求。波导尺寸大插损会小但阻带可能会较 差同样不利于产品小型化反之阻带较好插损则较大。我们就要在满足要求的 情况下选择合适的波导尺寸因此暂定波导尺寸为考虑到谐振器级本科毕业设计论文第页共Ⅰ页 目次 引言 介质谐振器的发展和应用 介质滤波器的特点及应用 本文的主要研究内容 介质腔体滤波器的理论设计 滤波器基本原理 介质腔体。
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