ku波段悬置微带线带通滤波器的研究

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1、东南大学硕士学位论文Ku波段悬置微带线带通滤波器的研究姓名：刘超申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：钱澄20090415摘要Ku波段悬置微带线带通滤波器的研究滤波器作为选频模块一直在微波毫米波电路系统中扮演着重要的角色。本文在简短的回顾了滤波器发展背景后，分别介绍了悬置微带线结构与抽头结构的特性，给出了悬置微带线的特征阻抗以及等效介电常数公式，并推导了抽头结构接入点初始值的计算方程。结合悬置微带线和抽头单元的结构特点与优点，本文对抽头结构悬置微带线滤波器的设计进行了详细的阐述，并结合滤波器整体综合与设计探讨了悬置微带线结构微带线的过渡单元设计。对于滤波

2、器综合，本文推导了滤波器谐振器问耦合系数以及外部品质因数与低通原型参数间的关系等式。同时，本文也结合等效电路模型以及J、K变换器推导了基于电磁场(EM}仿真的滤波器谐振器耦合系数和外部品质因数的参数提取方法以及其计算公式。在此基础上，本文讨论谐振器滤波器的综合方法与流程。这种方法首先通过滤波器低通原犁计算出耦合系数以及外部品质因数的理论参考值：然后运用酬仿真软件提取祸合系数和外部品质因数与滤波器物理模型的对应关系并进行曲线拟合：最后结合理论值得出滤波器的物理参数初始值在EM仿真软件中进行优化设计。应用这种综合方法，本文设计了一个中心频率为12GHz，带宽为600MH

3、z的抽头结构悬置微带线交指滤波器，同时也给出了该滤波器的耦合结构以及抽头结构的微带滤波器作为对比。整体综合优化表明，这种基于耦合系数和外部品质因数的综合方法得⋯的滤波器初始值与优化值误差在2％以内。实测结果表明，滤波器通带内回波优于一18dB：通带特性平坦，中心频率处捅损约为2．3dB。但中心频率稍有偏移。约IOOMHz：带宽与初始设计符合，约600MHz。带外抑制能满足设计要求。在实测中心频率(11．9GHz)间距1GHz处衰减均优于一70dB。整体测试结果与EM仿真优化曲线保持一致。关键词：悬置微带线抽头结构交指滤波器电磁场仿真耦合系数外部品质因数Abstrac

4、tAStudyOilKu-·BandSuspendedSubstrateStriplineBandpassFiltersAsfrequencyselectivemodule，filtersarealwayskeepingimportantrolesinmicrowavesystems．Afterreviewingthebackgroundofmicrowavefiltersdevelopments，thecharacteristicsofSSSandtapped-linesmacturesa他describedrespectively,includingthecha

5、racteristicimpedanceandeffectivepermittivityofSSSandtheformulationforinitialvaluescalculationoftapped．1ineaccessingpoint．BasedonthecombiningadvantagesofSSSandtapped-linestructures，thetapped-linesuspendedsubstratesrtipline(sss)bandpassfiltersarestudiedandexpatiated，includingthedesignthe

6、ories，thesimulationbytheelectromagnetic(EM)software，andtherealization．ThetransitionsofSSStomicrostriplines(ML)arealsoinu'oducedandintegratedintothefiltersinthispaper．Attheaspoctoffilterssynthesismethodologies，theequationsoftheIowpassfilterprototypetocouplingcoefficientandexternalqualit

7、yfactorsarederived．TheprocessforextractingthevaluesofcouplingcoefficientsandexternalqualityfactorsthroughtheEMsimulationisalsointroducedonthebasisofequivalentcircuitsandtheJ／Kinvenersprototypes．Afterthese，somefilterssynthesismethodologyisexpatiated．Themethodologyisbaseduponthecouplin