基于等效电路的微波谐振器研究及其在滤波器中的应用文献综述

 2022-11-12 19:05:21

文献综述

摘要:无线通讯系统的频率范围很广泛,从MHz一直覆盖到几十GHz,其对应的滤波器种类也非常复杂。当前在射频、微波频段应用最广泛的滤波器为微带滤波器,其具有低时延、成本低、工艺兼容性好等优点。现代的微波滤波器设计,主要就是基于广义切比雪夫的交叉耦合滤波器设计。其中,谐振器是滤波器的基本谐振单元。而微带谐振器是指任何采用微带传输线结构的能够使至少一个电磁场模式在其内部进行谐振的电磁结构。本课题主要通过了解谐振器的等效电路结构和谐振性能去设计满足特定参数要求的二阶耦合谐振滤波器。

关键词:微波滤波器 微波谐振器 等效电路。

引言

射频/微波滤波器的研究一直是国内外研究的热点,目前射频/微波滤波器主要朝着高性能、小型化、通用化三个方向发展。同时,全电磁波仿真软件的发展极大的方便了滤波器的设计和分析,进一步促进了滤波器的发展和激发了人们对滤波器研究的热潮。在 EEE及 IEE系列杂志上,每年发表的相关文献数量在两百篇以上

正文

1 微波滤波器的发展历程和研究现状

早在1910年,载波电话系统的出现,使得电信领域引发了一场技术革命,开创了电信史的新纪元。它的发展促成了在特定频带提取和检出信号的新技术的发展,这种技术也逐步演生为后来的滤波器技术。到1940年形成了一种精确的滤波器设计方法:第一步确定符合特定要求的传递函数;第二步由传递函数所估计的频率响应来综合出滤波器电路。该方法不但高效而且准。伺后,无线通信向甚高频乃至微波频段的拓展,使滤波器由原来的集总元件谐振器扩展到各种分布元件谐振器,例如同轴谐振器、微带谐振器、波导谐振器等。传统的滤波器设计,采用网络综合的方法。所谓网络综合,指的是预先规定元器件特性而用网络去实现的一个过程。它大致包括三个步骤(1)提出目标,即理想响应;(2)选用可能的函数去逼近理想响应;(3)设法实现具有逼近函数特性的网络。根据采用的逼近函数不同,一般有 Butterworth 综合、Chebyshev 综合、椭圆函数综合等经典的滤波器综合方法。随着计算机技术的发展,各种各样的商业电磁仿真软件相继出现,滤波器的设计变得相对简单。商业软件有些可以进行滤波器的原理电路综合,有些可以进行滤波器的结构仿真优化。一方面降低了设计难度,另一方面也缩短了研制周期。

目前,微波射频领域主要的EDA工具首推 Ansoft公司的HFSS、Designer 软件和 Agilent 公司的 ADS 软件,此外还有 CST,Microwave Office,Zeland,XFDTD,Sonnet 等其它商业软件。

2微波滤波器与微波谐振器

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