基于DBR滤波器的微带双工器的研究

论文摘要

随着卫星通信系统性能要求的提高和对射频电路小型化和集成化的要求,设计性能良好的微带滤波器和双工器越来越受到大家的重视。由于基于双重行为谐振器（DBR）的滤波器可以独立控制衰减点,具有插入损耗小、阻带衰减好的优点,因此对基于DBR的微带滤波器和双工器的研究具有重要的学术价值和应用前景。缺陷地结构（DGS）可在一定的频率范围形成阻带、易于定义单元结构,由螺旋紧致谐振单元结构（SCMRC）和λ/4微带线组成的双频带分支线结构（DBS）可提供一个易于控制的双频阻带,由于两者都具有慢波特性,尺寸都相对较小,因此本文在基于DBR的滤波器及双工器的基础上分别加进了DGS结构和DBS结构,进行了研究制作。本文首先对滤波器及双工器的基本理论和实现方法进行了简单阐述。然后以C波段的卫星通信系统为应用背景,根据基于分支线形式的DBR的滤波器设计方法设计了C波段的卫星通信微带双工器。接着在对哑铃型缺陷地结构（DB-DGS）和螺旋型缺陷地结构（SP-DGS）的有关参数进行了分析研究,在此基础上,设计了基于DGS的准椭圆低通滤波器。并将此低通滤波器加入微带双工器中以改善阻带性能,测试结果表明,双工器的插入损耗小于1.4dB,隔离度优于64dB。同时,分析研究了DBS结构的相关参数,设计了C波段DBS结构,将其加入双工器中。测试结果表明,双工器中的接收端滤波器的插入损耗小于1dB,发射端滤波器的插入损耗小于1.3dB,整个双工器的隔离度优于62dB,验证了方法的可行性。最后对全文的工作进行了总结,提出了下一步的研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 滤波器与双工器的研究历史与发展
• 1.2 基于DGS的微带滤波器及双工器的研究
• 1.3 基于DBS的微带滤波器及双工器的研究
• 1.4 本文的主要工作及章节安排
• 2 基于DBR的微带滤波器及双工器的原理及设计
• 2.1 滤波器的基本理论及实现方法
• 2.1.1 滤波器的基本理论
• 2.1.2 滤波器的实现方法
• 2.2 双重行为谐振器的基本原理及基于DBR的滤波器的设计
• 2.2.1 双重行为的谐振器（DBR）
• 2.2.2 基于DBR的微带滤波器的设计
• 2.3 基于开路分支线形式的DBR滤波器的设计仿真
• 2.3.1 接收端DBR滤波器的设计与仿真
• 2.3.2 发射端DBR滤波器的设计与仿真
• 2.4 双工器的基本理论与设计
• 2.4.1 双工器的概述
• 2.4.2 基于DBR的微带双工器的设计仿真
• 2.5 本章小结
• 3 基于DGS的微带DBR滤波器及双工器的设计
• 3.1 DGS的基本理论及特性分析
• 3.1.1 缺陷地结构的概述
• 3.1.2 哑铃型缺陷地结构的特性分析
• 3.1.3 螺旋型缺陷地结构的特性分析
• 3.2 基于DGS的低通滤波器的设计与仿真
• 3.2.1 基于DGS的准椭圆低通滤波器的研究
• 3.2.2 基于DGS的低通滤波器的设计与仿真
• 3.3 基于DGS的微带DBR双工器的设计与仿真
• 3.3.1 基于DGS的微带DBR滤波器的设计与仿真
• 3.3.2 基于DGS的微带DBR双工器的设计与仿真
• 3.4 基于DGS的微带DBR双工器的实物及测试结果
• 3.5 本章小结
• 4 基于DBS的微带DBR滤波器及双工器的设计
• 4.1 CMRC的各类结构的特性分析
• 4.2 DBS结构的特性分析及设计仿真
• 4.2.1 DBS结构的特性分析及设计过程
• 4.2.2 DBS结构的参数研究
• 4.2.3 DBS结构的设计仿真
• 4.3 基于DBS的微带DBR滤波器及双工器的设计仿真
• 4.3.1 基于DBS的接收端滤波器的设计仿真
• 4.3.2 基于DBS的微带双工器的设计仿真
• 4.4 基于DBS的微带DBR双工器的实物及测试结果
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录