同轴波导与双模介质滤波器的设计和分析

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1、复旦大学工学硕士学位论文摘要基于微波器件中滤波器的重要性，本文设计分析了同轴，波导和双模介质这三种不同类型的滤波器，应用在不同的场合。在具体的设计过程中，研究了与之相关的理论和技术。首先，从传输线理论出发，提出了一种精确设计同轴高低阻抗滤波器的实用方法。将以往设计中容易被忽略的串联等效电感，并联等效电容和边缘电容都放入到模型的理论设计计算中，结合了边缘电容和迭代计算公式，有效提高了设计的精度。理论计算参数的仿真结果与设计要求吻合很好，验证了模型的精确性。然后，以耦合矩阵理论为基础，设计分析了一款带

2、传输零点的矩形波导滤波器。在考虑权衡了本征模的频率和谐振腔Q值与腔体尺寸的关系后，满足了伪通带的隔离和大功率的设计要求。根据加入传输零点设计后计算出的耦合矩阵交叉项的耦合系数，在四腔的结构中引入了交叉耦合。仿真结果表明这是一种有效实现传输零点的波导滤波器设计方法，充分抑制了相邻频带。最后，研究对于双模介质滤波器的设计原理和计算方法，使用模匹配法理论分析了屏蔽腔中矩形介质的谐振频率，给出了迭代计算方程，同时使用AnsottHFSS对所设计的滤波器进行了仿真分析。根据以往的双模结构，使用了利用切角进行

3、双模耦合的新结构，在四阶的设计中对相邻腔体间的耦合采用耦合窗口和耦合杆相结合的方法，提高了通带带宽。要求的滤波器参数指标为：中心频率厶：2140MHz，带宽BW=50MHz，插入损耗／L22dB。仿真结果表明该结构可以更加有效地减小插入损耗，且体积比传统滤波器减小了很多，有利于器件小型化。关键词：同轴高低阻抗滤波器；波导滤波器；交叉耦合；双模介质滤波器；模匹配法；切角斜面双模耦合复旦大学工学硕士学位论文Abstract111viewoftheimportanceoffil

4、tersinmicrowavedevices，wedesignedandanalyzedthreekindsoffilters：coaxialfilter,waveguidefilteranddielectricdual—modefilter，whichcanbeappliedindifferentsituations．Therelatedtechniquesandtheoriesareresearchedduringthedesignprocess．Atfirst，thethesispropos

5、esapracticalmethodfordesigningacoaxialsteppedimpedancefilteraccurately,startedfromtheprincipleoftransmissionline．Aftertakingthecdgecapacitance,shuntequivalentcapacitanceandseriesequivalentinductanceintoaccount，whichcouldbeneglectedinmodeltheoreticalpa

6、rameterscalculationbefore，andcombiningtheodgecapacitanceformulaanditerativeformulas，theaccuracyofthedesignisimprovedeffectively．Thesimulationresultsverifytheimprovementaccordingtothatitconsistent丽tllthegeneralrequirement．Secondly,thethesisdesignsandan

7、alyzesarectangularwaveguidefilterwithtransmissionZerOSbasedonthecouplingmatrixtheory．Tosatisfythepseudo-passbandisolationandhigh-powerdesignrequirements，weweightherelationshipbetweencavitysizeandtheeigenmodefrequencyandcavityQvalue．Cross-couplingisimp

8、lementedinfourcavitiesstructureaccordingtothecrosscoefficientofcouplingmatrixcalculatedafteraddingtransmissionZerOS．Itisaneffectivewaveguidefilterdesignwaytorealizetransmissionzerosandrejecttheadjacentchannelsufficiently．Finally,weintroducethe