同轴腔体滤波器的研究与应用

同轴腔体滤波器的研究与应用硕士学位论文题目同轴腔体滤波器的研究与应用英文题目ResearchandApplicationofCoaxialCavityFilter姓名车进学号11209046所在学院工学院导师姓名柳平专业信息与通信工程入学日期2012-09答辩日期2015-05-17同轴腔体滤波器的研究与应用学位论文原创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的工作研究及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文使用授权声明本人授权汕头大学保存本学位论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅；学校可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存和汇编论文；学校可以向国家有关部门或机构送交论文并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密的论文，按照保密的有关规定和程序处理。作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年同轴腔体滤波器的研究与应用I摘要现如今，随着无线通讯业务的高速发展，本已日趋紧张的频谱资源更加显得捉襟见肘，由此凸显作为信号选择作用的滤波器在通信系统中的重要作用。与此同时，随着频谱资源越来越拥挤和电磁环境越来越复杂，对滤波器的体积、性能指标及成本方面的需求也越来越苛刻。传统的LC集总元器件滤波器已经无法满足当今日新月异的通信技术指标。因此，研制出体积小，低损耗、高矩形系数的滤波器成了滤波器的关键技术要求，加速了微波射频滤波器的关键技术和理论研究。因此本文对具有高Q值，低插损，高矩形系数等优点的同轴腔体滤波器进行了深入的研究。同轴腔体滤波器根据同轴传输线原理，通过在各谐振腔之间开窗或者加耦合螺钉，实现电容或电感的耦合，通过改变窗口的大小和位置的变化或者耦合螺钉的长短、粗细等来调节耦合电感容或者耦合电感的大小从而实现各种滤波器指标的快速变换；并且利于实现各谐振器之间的交叉耦合，通过控制交叉耦合的强弱程度和数量从而实现控制传输零点的数目和位置的目的。同轴腔体滤波器在有电容加载的情况下，其体积可以做的非常小，并且滤波器的矩形系数非常高、功率容量也很大，因此被广泛使用在基站通信系统中，是国内外广泛研究的热点。腔体结构会因为自身谐振在远端产生谐振峰，对器件本身性能产生不利影响，因此在同轴腔体滤波器的设计过程中，需要添加低通滤波器对远端谐振峰进行滤除，因此本文对同轴低通滤波器进行了深入的研究，并制作出实物。同时，本人根据同轴低通滤波器的现存的缺点进行了改进，提出了一种新型的可调低通滤波器，实现截止频率可调的功能。目前，在国内尚属首例，未见有关报道。本文对同轴带通滤波器和低通滤波器分别进行了设计和研究，并且结合一些相应的EDA设计软件，给出了快速设计滤波器的过程。通过实物的设计加工，最终完成了同轴腔体带通和同轴腔体低通滤波器的研究。关键词：同轴腔体滤波器，腔体自身谐振，同轴低通滤波器，可调低通滤波器同轴腔体滤波器的研究与应用IIABSTRACTNow,withtherapiddevelopmentofwirelesscommunicationservices,thishasbecomeincreasinglymoreintensespectrumresourcesbecomestretched,whichhighlightstheimportantroleofthesignalselectionfunctionasafilterinacommunicationsystem.Meanwhile,asmoreandmorecrowdedspectrumresourcesandincreasinglycomplexelectromagneticenvironment,thevolumeofthefilter,thedemandforperformanceandcosthasbecomeincreasinglyharsh.Therefore,thedevelopmentofsmallsize,lowloss,highrectangularfiltercoefficientsofthefilterhasbecomethekeytechnologyrequirements,acceleratekeytechnologiesandtheoreticalresearchmicrowaveRFfilter.Therefore,thisarticleontheadvantagesofhavingahighQ,lowinsertionloss,highcoefficientrectangularcoaxialcavityfilterconductedin-depthresearch.Coaxialcavityfilteraccordingtotheprincipleofcoaxialtransmissionlinethroughthecavitybetweenthewindoworaddcouplingscrewstomakecapacitiveorinductivecoupling,bychangingthewindowsizeandpositionorcouplingscrewlength,thicknessandsoontoadjustcouplingcapacitanceorinductancecouplingstrengthinordertoachievevariousconversionfilterindicators;anditiseasytoimplementcross-couplingbetweentheresonators,bycontrollingthenumberandintensityofcross-coupledreachforcontroltransmissionzeropositionandnumbereffect.Inthecaseofcapacitiveload,thevolumeofthecoaxialcavityfiltercandoverylittle,andrectangularcoefficientisveryhigh,alargepowercapacity,iswidelyusedinthebasestationcommunicationsystem,extensiveresearchfocusathomeandabroad.Cavitystructurebecauseofitsownresonanceintheresonancepeakatthefarend,anegativeimpactontheperformanceofthedeviceitself,sothecoaxialcavityfilterdesignprocess,theneedtoaddlow-passfiltertofilteroutthedistalendoftheresonancepeak.Atthesametime,weimprovedinaccordancewithexistingshortcomingscoaxiallow-passfilter,proposedanewtypeoflowpassfiltercut-offfrequencyisadjustabletoachievefunction.Atpresent,thefirstinthecountry,norelevantreports.Keywords：Coaxialcavityfilter,cavityresonator,coaxiallow-passfilter,adjustablelow-pass同轴腔体滤波器的研究与应用IIIfilter同轴腔体滤波器的研究与应用IV目录目录...............................................................................................................................................................III第一章绪论..................................................................................................................................................11.1研究背景及意义................................................................................................................................11.2国内外的研究现状.............................................................................................................................21.3本论文的主要工作及创新点.............................................................................................................3第二章滤波器设计的基本理论..................................................................................................................52.1引言.....................................................................................................................................................52.2低通原型滤波器.................................................................................................................................62.2.1对偶电路.....................................................................................................................................62.2.2归一化低通原型滤波器.............................................................................................................72.3切比雪夫原型低通滤波器.................................................................................................................92.4椭圆函数低通原型滤波器...............................................................................................................102.5通带滤波器的设计......................