高性能小型化混合耦合濾波器設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、本論文主要對混合交叉耦合矩陣綜合理論及混合交叉耦合濾波器進行了研究，提出的混合交叉耦合廣義切比雪夫濾波器減小了濾波器諧振器數(shù)目，提高了濾波器設(shè)計的靈活性，具有體積小，選擇性好，帶外抑制高、傳輸零點可控等特點，可以很好滿足微波通信系統(tǒng)小型化、高性能的發(fā)展要求。
　　首先，本論文詳細闡述了廣義切比雪夫濾波器N及N+2階矩陣綜合理論，并在此基礎(chǔ)上將混合電磁耦合融入到交叉耦合矩陣中，建立一含頻變項的混合交叉耦合矩陣，該混合交叉耦合矩陣可以

2、很好反映出濾波器傳輸零點個數(shù)及位置。采用遺傳和Solvopt綜合算法對目標混合交叉耦合矩陣進行優(yōu)化及提取，并通過實例對其有效性進行驗證。
　　其次，本論文提出一種 SIR混合耦合諧振結(jié)構(gòu)，并基于該混合耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計一系列混合電磁耦合濾波器，通過混合耦合中電磁抵消效應(yīng)在濾波器通帶附近引入多個有限傳輸零點，對濾波器帶外雜波抑制及頻率選擇性進行改善。首先基于該 SIR混合耦合諧振結(jié)構(gòu)設(shè)計二階混合電磁耦合濾波器，給出混合耦合濾波器結(jié)構(gòu)參數(shù)與

3、耦合矩陣參數(shù)之間的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系，并采用數(shù)學(xué)方法對其傳輸零點進行了分析；基于該 SIR結(jié)構(gòu)三階混合交叉耦合濾波器，通過在傳統(tǒng)交叉耦合濾波器交叉耦合臂引入一混合電磁耦合，可以濾波器通帶附近額外產(chǎn)生一傳輸零點，使該濾波器具有較高的頻率選擇性；基于 SIR混合諧振結(jié)構(gòu)的雙頻帶濾波器，通過在雙頻帶間引入多個傳輸零點，使其具有較高的帶外抑制及頻帶間隔離度，其中基于嵌入式結(jié)構(gòu)的雙頻帶濾波器通過將一SIR諧振單元嵌入到另外一SIR諧振結(jié)構(gòu)中，使該濾波器

4、結(jié)構(gòu)更加緊湊。此外，提出一種扇形 SIR發(fā)夾線結(jié)構(gòu)，相對傳統(tǒng) SIR發(fā)夾線具有更高的阻帶抑制特性，采用該結(jié)構(gòu)可靈活設(shè)計出具有廣義切比雪夫函數(shù)低通及帶通濾波器，其中在基于該結(jié)構(gòu)的混合電磁耦合濾波器中，通過嵌入一Π型電容網(wǎng)絡(luò)，使該濾波器帶外阻帶得到進一步拓寬。
　　再次，本論文提出一種小型化六角形 SIR混合耦合諧振單元，該諧振結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊，便于多級諧振器級聯(lián)等特點，能夠靈活構(gòu)造多種混合電磁耦合濾波器?；谠撝C振結(jié)構(gòu)的級聯(lián)混合耦合

5、濾波器，利用混合耦合中電磁抵消效應(yīng)可在濾波器通帶附近引入多個傳輸零點，對其頻率選擇性及帶外雜波抑制進行改善。
　　最后，本論文采用雙層金屬面諧振結(jié)構(gòu)進行一系列混合電磁耦合濾波器設(shè)計，該濾波器結(jié)構(gòu)緊湊，選擇性高。根據(jù)雙層混合耦合諧振單元中螺旋電感繞線方向，將混合電磁耦合分為加強型和削減型兩種方式，借助二階混合耦合濾波器對該兩種方式進行比較及分析，削減型結(jié)構(gòu)混合耦合可在濾波器通帶附近產(chǎn)生傳輸零點。然后通過在傳統(tǒng)三、四階交叉耦合濾波器的