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摘要在通信技术日新月异的今天，各种通信器件例如滤波器也随着时代发展不断更新。微波带通滤波器在微波毫米波研究领域中占有重要地位。为了满足通信对小 型化和高性能设备的要求，各种新 型滤波器的设计方法层出不穷。 基片集成波导（SIW）技术以其传输损耗小，Q 值高且易于与微 带线等平面结构集成的优点得到了广泛应用。为了进一步减小基片集成波导电路尺寸，可以对SIW 谐振腔进行分割，半模、四分之一模和八分之一模等结构应运而生。使用这些结构设计的滤波器能够缩小尺寸，并能保持 SIW原有的良好性能。本文设计了三种结构紧凑、性能优异的带通滤波器，包括两阶矩形四分之一模基片集成波导带通滤波器、三模等腰直角三角形四分之一模基片集成波导带通滤波器和四阶八分之一模基片集成波导带通滤波器。48928
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毕业论文关键词 小型化 带通滤波器 基片集成波导 四分之一模 八分之一模 T
itle Design of miniaturized microwave bandpass filters Abstract Nowadays, communications technology is changing rapidly, a variety of communication devices such as filters are constantly updated with the times. Microwave bandpass filters play an important role in the field of microwave and millimeter wave research. In order to meet the requirements of miniaturization and high performance devices, the design methods of various kinds of new filters emerge in an endless stream. Substrate integrated waveguide (SIW) technology has been widely used for its advantages of low transmission loss, high Q value and easy to be integrated with planar structure such as microstrip line. In order to further reduce the size of the substrate integrated waveguide circuit, the SIW resonant cavity can be pided, and the structure of the half mode, the 1/4 mode and the 1/8 mode emerges as the times require.In this paper,three bandpass filters with compact structure and excellent performance are proposed, including two pole bandpass filter based on quarter-mode substrate integrated waveguide、triple-mode bandpass filter based on quarter-mode substrate integrated waveguide and four pole bandpass filter using one eighth substrate integrated waveguide resonator.
Keywords: Miniaturization band pass filter(BPF) substrate integrated waveguide (SIW) quarter-mode substrate integrated waveguide(QMSIW) one-eighth mode substrate integrated waveguide (EMSIW)
目录
第一章绪论..1
1.1研究背景与意义1
1.3论文的研究内容及章节安排2
第二章滤波器设计基本原理...4
2.1滤波器的基本理论...4
2.2频率变换.8
第三章SIW基本原理及传输特性....13
3.1微波规则波导—矩形波导.13
3.2SIW的基本结构与传输特性14
3.3HMSIW的基本结构与传输特性...16
3.4本章小结17
第四章基于QMSIW和EMSIW的带通滤波器设计.18
4.1基于QMSIW的两阶带通滤波器..18
4.2基于QMSIW的三模带通滤波器..20
4.3基于EMSIW的带通滤波器.25
4.4本章小结27
结论...28
致谢...29
参考文献....30
第一章 绪论 1.1 研究背景与意义 微波技术已经有上百年的发 展历史，现已发展成一门相当完善的学科。麦克斯韦在经过大量实验数据分析和理论分析，在 1873 年发表了描述电磁现象的麦克斯韦方程，以数学方程的形式，简单明了的向人们解释了电磁场原理，并通过对位移电流的假想，完善了电磁场理论，为电磁学的迅速发展打下了可靠的理论基础 [1]。无论在军事、科学领域，还是在人们的日常生活中，它都扮演着十分重要的角色，其应用领域从航天航空通信、 卫星导航、雷达、电子对抗、遥控遥测系统广泛覆盖到生物传感、医学检测与治疗、个人消费电子、全球定位系统、移动通信、无线传输等方方面面。可以说，微波技术是一门既有历史沉积却又极富活力的科学，微波技术已经广泛渗透到我们生活之中，并在持续不断的提高和改善我们的生活质量。 微波滤波器在微波毫米波通信系统的设计中具有重要地位，它能对微波电路，甚至整个微波系统的功能指标产生重要的影响。人类社会的通信经过了模拟通信、GSM/3G 和LTE四个时代后，仍在追求通信设备的小型化、集成化、高性能和低成本[2]。腔体结构、微带平面结构和波导结构是在高频率下经常使用的几种滤波器结构。腔体滤波器在高频时，结构设计复杂，对加工精度要求高，后期调试工作也比较繁杂。微带滤波器由于自身半开放结构，在高功率、低辐射、低插入损耗的要求下，性能也不如人意。波导滤波器是在频率较高时常使用的结构，具有性能稳定、低辐射、低插入损耗的特点,源^自(751:文,论)文]网[www.751com.cn，但是不利于系统集成，无法满足系统小型化的需求[1]。 基片集成波导（substrate integrated waveguide,SIW）具有传输损耗小，Q值高且易于与微 带线等平面结构集成的优点。自 SIW 结构提出以来，海内外专家对其相关理论不停地探索和研究。随着研究的深入，SIW 技术日益成熟并不断应用于卫星、雷达等领域。SIW滤波器的结构更灵活，也能使系统性能得到大幅提升，是以 SIW 滤波器的研究有十分重要的意义[3]。本论文主要研究设计新型小型化的 SIW 带通滤波器。