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阶跃阻抗滤波器（SIR）研究与设计

作　者: 蔺云
导　师: 王锡良
学　校: 电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 微型化阶跃阻抗谐振器(SIR) 广义切比雪夫同轴带通滤波器内部耦合
分类号: TN713
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 687次
引　用: 3次
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内容摘要

随着电子战、卫星通信和个人移动通信等领域的迅速发展，作为关键射频器件的滤波器的作用越来越重要，对于滤波器的要求也越来越高。例如在便携式卫星接收机和手持式个人通信设备中的应用都对滤波器的尺寸提出了严格的限制。从实际观点看，微型化是一个重要的问题，尺寸和重量的减小会使随身携带的设备变得特别轻巧。虽然单片微波集成电路(MMIC)的出现预示着射频有源电路如放大器、调制器、频率转换器的微型化成为可能。但对RF滤波器和振荡器等含有谐振器的电路的尺寸缩小和性能的提高将继续是两大重要课题，并且很有可能将要在电路理论、材料、精巧工艺技术、精确设计方法等方面开创一个新的前沿。具有阶跃阻抗结构的传输线谐振器(SIR)结构简单，在不减小无载Q值的情况下，可以大幅缩短谐振器的长度。从射频到毫米波频率范围内，SIR作为基本的谐振器，不仅可以用于各种滤波器，还在振荡器和混频器中得到应用。本文主要目的是研究阶跃阻抗谐振器的特性，总结了采用SIR结构的滤波器的设计方法。本文的主要工作概括如下： 1 分析了无源网络的综合过程，其中包括了广义切比雪夫低通原型的综合。 2 介绍λ_g／4型、λ_g／2型和λ_g型SIR结构的基本结构和特性。 3 总结了采用λ_g／4型SIR结构的滤波器的设计方法，并提出一种带抽头的同轴SIR带通滤波器。 4 在λ_g／4型SIR的基础上，介绍了λ_g／2型的SIR的特性，以及使用具有内部耦合的环形谐振器作为基本谐振单元构成的微带带通滤波器的设计。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 SIR带通滤波器研究的意义  7-8
  1.2 SIR的国内外研究状况及发展趋势  8-9
  1.3 SIR带通滤波器设计的主要步骤  9
  1.4 仿真软件 HFSS简介  9-10
  1.5 本论文的主要工作和创新  10-12
第二章无源网络的综合  12-36
  2.1 正实函数的定义及性质  12-13
  2.2 电抗函数的性质及综合  13-17
    2.2.1 电抗函数的性质  13-14
    2.2.2 电抗函数的综合  14-17
  2.3 胡维茨多项式  17
  2.4 双终端电抗二端口网络  17-26
    2.4.1 转移函数和有效衰减  17-19
    2.4.2 反射系数及特征函数  19-21
    2.4.3 由反射系数求输入阻抗  21-23
    2.4.4 对称网络的奇偶模分析  23-25
    2.4.5 双终端 LC二端口网络的综合  25-26
  2.5 滤波器的低通原型  26-28
  2.6 最平坦逼近与等波纹逼近  28-29
    2.6.1 最平坦逼近  28-29
    2.6.2 等波纹逼近  29
  2.7 广义切比雪夫低通原型滤波器  29-36
    2.7.1 广义切比雪夫多项式  29-31
    2.7.2 对称广义切比雪夫低通原型  31-36
第三章 SIR的基本结构和特性  36-42
  3.1 SIR的基本结构  36-37
  3.2 SIR基本单元的谐振条件  37-38
  3.3 谐振器的电长度  38-39
  3.4 杂散谐振频率  39-40
  3.5 一种 SIR等效电路的推导  40-42
第四章四分之一波长型 SIR  42-67
  4.1 λ_g/4型同轴 SIR的特性  42-47
    4.1.1 λ_g/4型同轴SIR的优点  42
    4.1.2 阻抗比R_Z  42-43
    4.1.3 阻抗不连续性的影响  43-45
    4.1.4 同轴 SIR的 Q值  45-47
  4.2 窄带 SIR带通滤波器的设计  47-51
    4.2.1 由低通原型到带通的频率变换  47-48
    4.2.2 电容耦合的 SIR带通滤波器的合成方法  48-50
    4.2.3 耦合系数k的确定  50-51
  4.3 切比雪夫型 SIR带通滤波器的设计实例  51-55
    4.3.1 设计的技术指标和滤波器的基本参数  51
    4.3.2 确定 SIR的基本物理尺寸  51-53
    4.3.3 仿真与测试  53-55
  4.4 广义切比雪夫型SIR带通滤波器的设计实例  55-67
    4.4.1 设计的技术指标和滤波器的基本参数  55-56
    4.4.2 耦合矩阵的综合  56-64
    4.4.3 仿真与测试  64-67
第五章二分之一波长型 SIR  67-76
  5.1 λ_g/2的基本结构  67-68
  5.2 微带线λ_g/2型 SIR的基本特性  68-69
  5.3 内部偶合的 SIR  69-73
    5.3.1 开裂环谐振器的基本结构和谐振条件  69-70
    5.3.2 内部耦合 SIR的谐振条件  70-72
    5.3.3 谐振时的等效电路  72-73
  5.4 滤波器设计实例  73-76
第六章结论及未来工作的展望  76-77
参考文献  77-80
致谢  80-81
个人简历及发表的论文  81

阶跃阻抗滤波器（SIR）研究与设计

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