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移动通信与个人通信业务的飞速发展和应用需求正引导着微波和RF滤波器向高性能、小型化、重量轻的方向发展。新型材料和精密制造技术的出现、计算机信息技术的进步,电磁场和微波CAD技术水平的提高,都为高效率小型化微波滤波器的设计和实现提供了有利条件。
本论文归纳了小型化微带带通滤波器的设计方法和仿真过程,即总体方案设计(比如在广义切比雪夫型带通滤波器的设计中引入交叉耦合改变传输零点的位置等)、选取合适的物理结构,最后进行结构的仿真和优化。在此基础上,具体设计了一款新颖结构的小型化微带滤波器,并结合电磁仿真软件对该滤波器进行了仿真比较分析。论文主要包括以下内容:
首先,对微波滤波器当前的发展现状和趋势作了介绍,对其在通信中的地位和作用作了分析,重点阐述了微带滤波器的小型化设计的思路、方法,并对当前可用于微带滤波器小型化研究的先进制造技术作了说明。
其次,归纳了现代微波滤波器设计的基本理论,介绍了设计广义切比雪夫滤波器的方法,并将这一方法与电磁仿真软件相结合,通过引入交叉耦合设计完成了一种带传输零点的切比雪夫型带通滤波器的电路设计,从电路方案设计阶段减少谐振器的阶数,为减小滤波器的体积打下基础。
再次,利用“路”理论,对窄带滤波器的耦合电路进行了等效分析,探讨了利用现代电磁仿真软件对滤波器的设计参数的提取,在物理实现上采用比较成熟的慢波结构,较好地达到了指标要求,即在物理实现阶段达到滤波器小型化设计目的。
最后,在传统慢波结构的基础上,通过结构的改变,本文提出了一种新型交指电容加载的开环谐振器结构微带带通滤波器,并对其作了一定的仿真比较分析。从仿真结果比较看,这一新型交指电容加载的开环谐振器结构可以大幅度减小滤波器的尺寸,具有一定的工程应用价值。