基于微波通信实训平台的微波滤波器的分析与设计

论文摘要

微波通信原理是五年制高职电子通信专业核心课程之一,本着重在培养高职学生实操能力的思想,确定开发微波通信原理的实验实训平台。该平台将能完成微波通信系统的收发信实验,再现微波通信系统全过程,并能完成单元电路实验。以满足实训需要为原则,结合工业应用及现代ADS仿真开发技术,选择具有高选择性、低损耗、小体积以及低成本的平行耦合梳状线抽头式微带滤波器。抽头式输入输出单元,结构形式紧凑,设计方法灵活。由于等效电路法分析的精度较差、调试难度大、研制周期长,但与高频电磁仿真软件相结合,就可以提高设计精度,缩短研制周期。本文主要工作是深入研究抽头式结构微波滤波器,以实现对这类滤波器的高效快速设计。现总结如下:1.对微波滤波器的设计理论进行系统的分析,阐述了微波滤波器的传输函数、低通原型、频率变换、倒置变换器以及元件损耗对带内插损的影响等方面。2.对抽头线单元和内部耦合结构进行了详细研究,给出了等效电路和参数提取两种分析方法。3.结合具体的设计,应用于高职微波通信实训平台中,并开发相应的实验。总之,本文对抽头式结构进行了细致的研究,并灵活的运用到微波滤波器的实际设计中,所设计的微波滤波器,结构紧凑,性能优良,具有较好的可调整范围,有效地保证了实验参数的需要。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 抽头式微波滤波器研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 基于HFSS 和ADS 的抽头式微波滤波器设计的主要步骤
• 1.4 本论文的主要工作和创新
• 第2章 微波滤波器基本设计理论
• 2.1 传输函数
• 2.1.1 复平面上的零点和极点
• 2.1.2 Butterworth（最平坦）响应
• 2.1.3 Chebyshev（等波纹）响应
• 2.1.4 广义 Chebyshev 响应
• 2.2 低通原型滤波器
• 2.2.1 Butterworth（最平坦）低通原型滤波器
• 2.2.2 Chebyshev 低通原型滤波器
• 2.3 频率变换
• 2.3.1 由低通原型到低通的频率变换
• 2.3.2 由低通原型到高通的频率变换
• 2.3.3 由低通原型到带通的频率变换
• 2.4 倒置变换器
• 2.4.1 阻抗和导纳倒置变换器的定义
• 2.4.2 原型滤波器中的倒置变换器
• 2.5 滤波器的损耗和无载品质因数
• 2.5.1 有耗元件的无载品质因数
• 2.5.2 低通和高通滤波器中的损耗特性
• 2.5.3 带通和带阻滤波器中的损耗特性
• 第3章 微波滤波器抽头单元分析
• 3.1 等效电路分析
• 3.1.1 交指线抽头单元分析
• 3.2 有载品质因数参数提取方法
• e的定义'>3.2.1 有载品质因数 Q_e的定义
• 3.2.2 单加载谐振器分析法
• 3.3 抽头单元的结构实现形式
• 第4章 微波滤波器耦合结构分析
• 4.1 耦合结构的等效电路分析
• 4.1.1 耦合谐振器带通滤波器基本原理
• 4.1.2 交指线耦合结构分析
• 4.2 耦合结构参数提取分析
• 4.2.1 非对称耦合谐振器分析
• 4.2.2 耦合系数的通用表达式
• 第5章 基于HFSS 与ADS 结合的微波滤波器设计
• 5.1 应用于实训平台的微波滤波器设计
• 5.2 微波通信实训平台
• 5.2.1 开发说明
• 5.2.2 微波通信收发系统实训平台
• 5.2.3 微波通信实训平台
• 第6章 结论与工作展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢
• 详细摘要