微波無源網(wǎng)絡(luò)小型化技術(shù)研究.pdf

1、微波無源網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(shù)的不斷發(fā)展,微波濾波器技術(shù)也面臨越來越大的挑戰(zhàn),提高電路各項(xiàng)特性的同時減小部件體積重量是濾波技術(shù)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(shè)備小型化設(shè)計(jì);衛(wèi)星大平臺的應(yīng)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(jié)構(gòu)緊湊的各種微波網(wǎng)絡(luò),用于改善電路性能和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。
　　本論文針對上述問題,圍繞微波無源網(wǎng)絡(luò)中的濾波器小型化設(shè)計(jì)和諧振器在各種電路中的小型化應(yīng)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(yīng)用的濾波器小型化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,及研究如何將體積大重量大的結(jié)構(gòu)完成的高選擇性濾波器,采用小

3、體積重量輕的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)研究了濾波函數(shù)預(yù)失真技術(shù)。通過數(shù)值實(shí)例分析,給出了預(yù)失真濾波器函數(shù)實(shí)現(xiàn)的適用范圍和工程可實(shí)現(xiàn)該函數(shù)的諧振器條件;同時,詳細(xì)研究了SIW結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)失真濾波器所需要具備的條件。分析結(jié)果表明,由于SIW結(jié)構(gòu)諧振器自身Q值較低可調(diào)諧性較差,不適于實(shí)現(xiàn)預(yù)失真濾波器函數(shù)。針對SIW的缺點(diǎn),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(shí)測可達(dá)1000~2000,使采用P

4、CB技術(shù)實(shí)現(xiàn)預(yù)失真濾波器有了新的途徑。
　　2.針對大功率電平應(yīng)用的濾波器小型化設(shè)計(jì)進(jìn)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(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。研究了廣泛應(yīng)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(shí)驗(yàn)研究,提出了一種體積重量與常規(guī)同軸諧振器結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)提供了新的技術(shù)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(kuò)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(xiàng)特性。將這些特性進(jìn)行適當(dāng)應(yīng)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(dǎo)連接輸入輸出兩端的多通道濾波器設(shè)計(jì)方法,該方法可以設(shè)計(jì)出具有獨(dú)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(shè)計(jì)和優(yōu)化提供技術(shù)支持;以及C頻段180°移相網(wǎng)絡(luò),使用帶寬為44％,