微波無源網(wǎng)絡小型化技術研究.pdf

1、微波無源網(wǎng)絡是現(xiàn)代微波中繼通信、微波衛(wèi)星通信、電子對抗等系統(tǒng)必不可少的組成部分。其中濾波器是最為重要、技術含量最高的微波無源器件,其性能的優(yōu)劣直接影響到整個通信系統(tǒng)的質(zhì)量。隨著衛(wèi)星通信技術的不斷發(fā)展,微波濾波器技術也面臨越來越大的挑戰(zhàn),提高電路各項特性的同時減小部件體積重量是濾波技術不斷發(fā)展的趨勢。個人通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展要求小功率條件下濾波無源設備小型化設計;衛(wèi)星大平臺的應用,星上可用能源的增加,使真空大功率工作環(huán)境下,既滿足功率容量要

2、求又使體積重量適中成為大功率濾波器的研究方向之一。組成濾波器的重要單元-諧振器具有許多特殊性質(zhì),合理利用可以研制出性能優(yōu)良結構緊湊的各種微波網(wǎng)絡,用于改善電路性能和優(yōu)化系統(tǒng)設計中。
　　本論文針對上述問題,圍繞微波無源網(wǎng)絡中的濾波器小型化設計和諧振器在各種電路中的小型化應用,做了創(chuàng)新性和探索性研究。主要內(nèi)容為:
　　1.針對低功率電平應用的濾波器小型化設計進行了研究,及研究如何將體積大重量大的結構完成的高選擇性濾波器,采用小

3、體積重量輕的結構實現(xiàn)。詳細研究了濾波函數(shù)預失真技術。通過數(shù)值實例分析,給出了預失真濾波器函數(shù)實現(xiàn)的適用范圍和工程可實現(xiàn)該函數(shù)的諧振器條件;同時,詳細研究了SIW結構實現(xiàn)預失真濾波器所需要具備的條件。分析結果表明,由于SIW結構諧振器自身Q值較低可調(diào)諧性較差,不適于實現(xiàn)預失真濾波器函數(shù)。針對SIW的缺點,首次提出了一種新的高Q值多層PCB工藝的諧振器-空氣加載SIW(即,ALSIW)。該諧振器的單腔Q值實測可達1000~2000,使采用P

4、CB技術實現(xiàn)預失真濾波器有了新的途徑。
　　2.針對大功率電平應用的濾波器小型化設計進行了研究,及研究如何將大體積大功率容量的濾波器,采用體積適中的物理結構實現(xiàn)。研究了廣泛應用于微波低頻段的同軸諧振腔濾波器真空大功率工作狀態(tài)。通過仿真分析和實驗研究,提出了一種體積重量與常規(guī)同軸諧振器結構形式相同,微放電閾值提高1~3dB的同軸諧振器形式,為真空大功率同軸濾波器小型化設計提供了新的技術儲備。
　　3.以濾波器的主要單元-諧振器

5、作為研究對象,在整個通信頻率范圍內(nèi)擴展其概念,即定義有限長傳輸線為廣義諧振器,并深入研究分析其各項特性。將這些特性進行適當應用得到了:體積縮小1/3帶外抑制對稱的Ka頻段直接耦合厚膜濾波器;將濾波器作為性能優(yōu)良的諧振器,利用其并聯(lián)特性提出了一種采用分歧波導連接輸入輸出兩端的多通道濾波器設計方法,該方法可以設計出具有獨立中心頻率和工作帶寬的多通道濾波器,為寬帶系統(tǒng)的緊湊設計和優(yōu)化提供技術支持;以及C頻段180°移相網(wǎng)絡,使用帶寬為44％,