同軸型微波介質(zhì)濾波器研究.pdf

1、近年來，隨著高頻段無線電波資源的開發(fā)應(yīng)用，高頻、微波移動(dòng)通信事業(yè)的迅猛發(fā)展，以及微波介質(zhì)陶瓷材料的性能不斷提高，由微波介質(zhì)陶瓷材料制備成的濾波器由于具有微型化、損耗低，頻率溫度系數(shù)小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子對抗、警戒雷達(dá)、導(dǎo)航通訊、遙感遙測系統(tǒng)、家用衛(wèi)星直播電視接收機(jī)和移動(dòng)電話等設(shè)備。但是，研究微波介質(zhì)濾波器結(jié)構(gòu)對其電性能的影響需要求解復(fù)雜的電磁場方程，因此，人們需大量的時(shí)間用于求解復(fù)雜的電磁場方程而獲得器件結(jié)構(gòu)參數(shù)，同時(shí)器件工

2、作頻率達(dá)到微波頻段，受高頻寄生參數(shù)影響較大，準(zhǔn)確地計(jì)算出器件結(jié)構(gòu)參數(shù)顯得異常困難。這將限制了微波介質(zhì)濾波器的深入發(fā)展。
　　本文正是針對上述問題，以微波介質(zhì)濾波器為主要研究對象，深入分析了各體系微波介質(zhì)陶瓷材料，各種微波介質(zhì)濾波器的結(jié)構(gòu)形式。在此基礎(chǔ)上，提出了一種新穎的可靠性高、獨(dú)石型微波介質(zhì)濾波器結(jié)構(gòu)，并對其制備關(guān)鍵工藝做了探索性和創(chuàng)新性的研究。通過計(jì)算公式初步算得微波介質(zhì)濾波器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用Ansoft-HFSS仿真軟件對其

3、進(jìn)行建模、模擬仿真和優(yōu)化，獲取準(zhǔn)確的微波介質(zhì)濾波器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用獲取的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行樣品的制作和測試，進(jìn)而驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性和正確性。本文主要研究內(nèi)容為：
　　1.提出了一種新型的微波介質(zhì)帶通濾波器結(jié)構(gòu)，對其工作原理和結(jié)構(gòu)的可行性、先進(jìn)性進(jìn)行分析，并對該型濾波器結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性預(yù)設(shè)計(jì)，以期滿足軍品工作條件的苛刻要求。同時(shí)在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出該濾波器結(jié)構(gòu)的電路等效模型，以及從電路等效結(jié)構(gòu)向同軸線結(jié)構(gòu)的微波實(shí)現(xiàn)。
　　2.根據(jù)本論文要求

4、的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤治觯瑥亩岢隽俗詈线m的微波介質(zhì)濾波器的設(shè)計(jì)方案，并利用Ansoft-HFSS三維高頻結(jié)構(gòu)電磁場仿真軟件對其進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真的結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整，從而得出最優(yōu)的器件結(jié)構(gòu)參數(shù)，并總結(jié)出結(jié)構(gòu)參數(shù)對器件電性能影響的變化規(guī)律。
　　3.微波介質(zhì)濾波器關(guān)鍵工藝研究，解決了介質(zhì)諧振子制備難題，介質(zhì)諧振子被銀難題，摸索出微波介質(zhì)濾波器的調(diào)試方法，以及提出了聚四氟乙烯引腳的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
　　4.選用本研究所已經(jīng)研制的(

5、Zr,Sn) TiO4系介質(zhì)陶瓷材料，其相對介電常數(shù)r=36，品質(zhì)因數(shù)為Q f=25000 GHz，頻率溫度系數(shù)f=5×10-6/℃，采用固相反應(yīng)法制備介質(zhì)諧振子生坯，并運(yùn)用解決的關(guān)鍵工藝，成功研制出 LJ1616M型和LJ2492M型兩種微波介質(zhì)濾波器，測試結(jié)果如下：
　　0f=1616.6 MHz，3 dB帶寬為23.3 MHz，帶內(nèi)波動(dòng)小于0.1 dB，插人損耗IL為1.48 dB，電壓駐波比小于1.2，帶外抑制Ls在f0-

6、50 MHz外大于30 dB；在f0+50 MHz外大于40 dB；在f0-125 MHz外大于50 dB；在f0+125 MHz外大于70 dB。a)
　　0f=2493.0 MHz，3 dB帶寬為30.2 MHz，帶內(nèi)波動(dòng)小于0.1 dB，插人損耗IL為1.539 dB，電壓駐波比小于1.2，帶外抑制Ls在f0-50 MHz外大于25 dB；在f0+50 MHz外大于30 dB；在f0-125 MHz外大于45 dB；在f0+