悬置微带线滤波器的研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
研究生签名：雄导师签名：压婪隆日
第一章绪论
第一章绪论
１．１引言
滤波器在射频／微波领域中起着重要的作用，它有着多方面的用途。在无线通信这个已经很成熟 的领域，人们还在为提高滤波器的性能做出努力，向着高性能、小体积、轻重量和低花费的方向发 展．当今新材料和新集成技术（例如高温超导体（ＨＴＳ）、低温共烧陶瓷技术（ＬＴＣＣ），单片微波集成电 路（ＭＭＩＣ）、微电子机械系统（ＭＥＭＳ）和显微机械加工技术）给滤波器带了新的飞速发展，新的类型滤 波器不断涌现。同时，计算机辅助设计（ＣＡＤ）工具和全波电磁仿真工具对于滤波器的发展也是一次 新的革命…。
ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ ＳＳＳ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｗｉ廿１ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｌｌｗａｖｅ ＥＭ ｆｉｅｌｄ ｓｏｌｖｅｒ（ＣＳＴ
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｓｔｕｄｉｏ）．订侍ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕＩｔｓ｛ｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｓｅｒｔ ｌｏｓｓ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２．９ｄＢ ｉｏ
ｐａｓｓｂａｎｄ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ７０ｄＢ ｉｎ ｓｔｏｐｂａｎｄ．ａｎｄ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｂｏｌｌｅｄ ｗｉｔｈｉｎ ２％ｏｆ ｔｈｉｓ
ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｏ ｂｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＭＬ ａｎｄ ｆｉｎ－ｌｉｎｅ ｆｉｉｔｅｒ，ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ＳＳＳ ａｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ．Ｓｏ ｔｈｅ
关键词：悬置微带线交指型带通悬置微带／波导过渡悬置微带／微带过渡
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ Ｆｉｌｔｅｒｓ ＱＩＡＯ Ｙｏｕ－ｊｕｎ ＱＩＡＮ Ｃｈｅｎｇ
Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ（ＳＳＳ）ｉｓ ａ ｐｒｉｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．ｈ ｈａｓ ａ ｈｉｇｈ Ｑ ｆａｃｔｏｒ，ｓｏ ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｕｌｔｒａ ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ａｎｄ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｆｉｌｔｅｒｓ．ＡｄｄｉｔｉｏｎａｌＭ ＳＳＳ ｉｓ ｅｒｉｅ ｋｉｎｄ ｏｆ
ＳＳＳ ｈａｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．
ＦｏｒｔｈｅｃａｓｃａｄｅｏｆＳＳＳｔｏｏｔｈｅｒ血ａｎｓｍ妊湛ｊｏｎｌｉｎｅ。ＳＳＳ－ｔｏ－ｗａｖｅｇｕｉｄｅ蛔ｎｓ掰ｏｎａｎｄＳＳＳ－ｔｏ－ＭＬ
缸ｊｎｓ砸Ｏｎａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕ峙ｏｆｔｈｅｓｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ ｒｅｔｕｒｎｌｏｓｓｉｓｍｏｒｅ
ＳＳＳ－ｔｏ－ＭＬ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ
Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ
ＳＳＳ－ｔｏ－Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｂａｎｄｐａｓｓ
ｌＩ
东南大学学位论文独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。
在电子对抗领域，微波滤波器组是一个被广泛应用的器件，在微波跳频通信中它是一个必不可 少的组成部分，其指标性能的好坏与滤波器组的性能有很大的联系。滤波器组是由输入输出端的并 联开关和多个滤波器组成，其作用是将一整段宽的频率分成多条较窄的通道，这些通道的带宽就是 由其中的各条滤波器决定，而通道的选择是通过开关来实现的。通道之间的信号的隔离与滤波器性 能的好坏有很丈的关系，在宽频带范围内，信号通过滤波器组之后，功率平坦度也是和其中的滤波 器性能有很大关系。
ｑｕａｓｉ巾Ｉａｒｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｎ ｅａｓｙ ｔｏ ｉｎｔｅｇｒａｔｅ州ｔｈ ｍｉｃｍｓｋｉｐ ｌｉｎｅ（ＭＬ）ａｎｄ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ．Ｉｎ
ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｓｏｍｅ ｎｅｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｔｒｉｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｂｕｉｌｄ ＳＳＳ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ａ Ｋａ ｂａｎｄ ＳＳｓ ｆｉｌｔｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｏｐｂａｎｄ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔａ Ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ（ＳＳＳ）
为了方便悬置微带线与其它传输线的连接，设计了悬置微带／波导过渡器，仿真结果表明此过渡 结构可以在宽频带范围内将回波控制到２０ｄＢ以上，插损控制到０．５ｄＢ以内，结合实际应用，设计了
ｌ【丑波段带悬置微带线股导过渡的滤波器，仿真结果显示很好的带外抑制特性。另外，还将设计的
悬置微带／微带过渡器与交指型悬置微带滤波器相级联，实验结果表明悬置微带／微带过渡器也可以在 宽频带范围内将回波控制到２０ｄＢ以上，插损控制到０．８ｄＢ以内。
ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ ＳＳＳ ｂｅｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ，ＳＳＳ－ｔｏ－ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄ ＳＳＳ－ｔｏ－ＭＬ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ．
ｍｅｔｈｏｄ 丁ｈｅ ｃｏｅＭｄｅｎｔ ａｎｄ ｌｏａｄｅｄ Ｑ ｆａｃｔｏｒ
ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．１１１ｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎｖｏｌｖｅｓ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ｔｈｅ
微波毫米波电路中，用来进行滤波器设计的传输线技术，通常采用微带线、带状线和波导来进 行滤波器的设计。这些传输线形式的滤波器在微波毫米波电路中也得到了广泛的应用。微带线是一 种印制电路板技术，其滤波器的综台过程已经有成熟的理论支撑，而且加工也很方便。但是微带线 中传输的波是准ＴＥＭ模式，在信号频率超过Ｋｕ波段时，色散问题往往会变的很严重，信号在微带线 上的传播，衰减也会变的很大．尤其是在窄带的滤波器设计中，由于微带线的Ｑ值比较低，这个时 候滤波器的插入衰减会变的非常大。波导形式的滤波器在微波频段是微带线滤波器的一个很好替代 技术，波导的Ｏ值报高，使用其设计的滤波器（Ｅ面波导、鳍线等等），插入衰减和带外性能与微带线 滤波器相比都有质的飞跃。与微带线结构不同，波导中的滤波结构是由腔体不连续变化决定ｔ这些 不连续变化的在工业加工中误差难以控制，所以波导对于腔体加工的精度有很高的要求。
第一章绪论
作，这种超宽带的滤波器可以通过将低通和高遥的悬置微带线滤波器及联起来实现。它还可以与交 指结构、梳状结构以及半波长的平行耦合线技术相结合，设计窄带的带通滤波器。与波导类型的滤 波器相比，其对于腔体的容差比波导要高，这是因为其滤波性能主要还是依赖于介质板的特性。图 １．１中表示了悬置微带线，波导、微带线三者的Ｑ值比较…，可以看到，波导的Ｑ筐最高，悬置微带线 次之，微带线最低。
ａ口。奄ｍｏｌｕ３ １∞
１０
Ｏ．Ⅸ）０１
０．０１
１
１００
Ｖｏｌｕｍｅ《ｃｕｂ ｉｎ．）
图１．１各种传输线的Ｑ值比较
１．２悬置微带线的历史和研究现状
Ｒｏｏｎｅｙ和Ｕｎｄｅｒｋｏｅｆｌｅｒ在１９７８年第一次描述了悬置微带线结构【．】，并且他们还设计了不同类型 的悬置微带线滤波器。在最初的应用中，悬置微带线只是用于各种类型了滤波器设计。到后来，悬 置微带线还被用于了多路复用器的制作州Ｉ，Ｊ。
与上面两种传输线相比，悬置微带线（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ）综合了上面两种传输线的优 点．它是通过将薄的介质板悬置在腔体中来实现的，和微带线一样，它也是一种印制电路板技术， 但是它的Ｏ值比微带线要高的多，可以媚丁制作宽带和窄带的各种形式滤波器，如高通、低通、带 通、带阻和多路复用器等等。其阻抗变化很宽，这也使得它适合与超宽带滤波器和多路复用器的制
论述了通过耦合系数和有载Ｑ值综合滤波器的方法，测量耦合系数和有载Ｑ值与谐振器尺寸的 关系，然后与理论计算结果进行对比，得到滤波器的实际尺寸．应用此方法，在三维电磁仿真软件 ＣＳＴ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｓｗ．ｄｉｏ内设计了Ｋｕ波段的交指型悬置微带线带通滤波器，实验结果显示，此滤波器 的插损小于２．９ｄＢ，带外抑制大于７０ｄＢ，该方法综合的滤波器误差能够控制到２ｅ以内．与微带线和 鳍线滤波器比较的结果说明了悬置微带线滤波器在应用方面的前景．
猛］金日 研究生签名：
期：圣！＝源自文库：！！：！三
东南大学学位论文使用授权声明
东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研 究生院办理。
ｔｈａｎ ２０ｄＢ。ａｎｄ ｔｈｅ ｊｎｓｅｒｔ ｌｏ鹞ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ０．５ｄＢ Ｉｎ ｂｒｏａｄｂａｎｄ。Ｔｈｅ ａｘｐｅｄｍｅｎｔａＩ ｒｅｓｕＩｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ
ＳｓＳ拈ＭＬ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｅｔｕｍ Ｉｏｓｓ ｉｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ２０ｄＢ．ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｓｅｒｔ Ｉｏｓｓ．ｓ ｌｅ鹞ｔｈａｎ ０．８ｄＢ．
２
第一章绪论
带。。几十年来已经有大量的关于悬置微带线滤波器的论文发表，这些大量的实验证明悬置微带线技 术特别适合于低插损、超宽带和超窄带的滤波器和多路复用器的设计，已经有很多国外的微波公司 把悬置微带线滤波器组作为公司的一个代表产品，以此来展示公司的实力。表１－１中是美国ＳａｇｅＬａｂｓ 公司悬置微带线滤波器的性能，这代表了当今悬置微带线滤波器设计的最高水平。现在我们国内的 一些通讯公司也已经注意到了悬置微带线系统的优点，在一些基站的设计上。他们也正在采用悬置 微带系统进行实验．
目前的实际应用中，雷达、微波通信、移动通信等部门中多频率、多信道工作的要求越来越普 遍，对分隔频率的要求也越来越高，所以需要使用大量的微波滤波器，它既能够限定大功率发射机 在规定频带内辐射，反过来又可以用来防ＪＬ接收机受到工作频带以外的干扰。从超长波经微波到光 波以上的所有电磁波段，都需要使用各种形式的滤波器”１。
近年来随着计算机技术突飞猛进的发展。出现了一些新的、实用的计算机微波仿真具，如 ＡＤＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｏｍｃｅ－等－系列微波电路的仿真软件，还有三维高频电磁 场仿真软件，如德国ＣＳＴ公司的Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｓｔｕｄｉｏ（微波工作室）、美国Ａｎｓｏｆｌ公司的ＨＦＳｓ（高频电磁场 仿真１。这些实用的仿真软件对于设计出的参数可以进行进一步的仿真、优化，以达到在实际加工中 的准确性和一致性．
东南大学 硕士学位论文 悬置微带线滤波器的研究 姓名：乔有俊 申请学位级别：硕士 专业：电磁场与微波技术 指导教师：钱澄
20080201
摘要
悬置微带线滤波器的研究
乔有俊 钱澄
东南大学
论文摘要
悬置微带线技术是一种印制电路板技术，它的Ｑ值很高，可以用于制作超窄带和超宽带滤波器， 而且它是准平面结构，可以方便的与微带线以及波导相连接。本文对悬置微带线滤波器的设计进行 了尝试，内容主要包括交指型悬置微带线带通滤波器设计、悬置微带过渡／波导过渡器、悬置微带／ 微带过渡器，并制作了实物。
ｒａｔｉｏｎａｌｅ ｏｆ ｈｏｗ ｆｉｒｅｒ ｓｉｚｅ ｊｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｃｏｕｐｌｅ ｃｏｅ俪ｄｅｎｔ ａｎｄ Ｉｏａｄｅｄ Ｑ ｆａｃｔｏｒ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ａ
ｃｏｍｐａｄｓｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｉｇｕｒｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．ｓｏ ａｓ垂ｏ ｇｅｔ ｔｈｅ ｅｘａｃｔ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｔｅｒ．Ａ Ｋｕ－ｂａｎｄ
悬置微带线中的介质板很薄，这样可以保证绝大部分的电磁波在空气中传输，那么空载Ｑ值可 以接近空气介质。而且，印制电路板技术的特点悬置微带线也都继承了，它可以很方便的与不同形 式的微波传输线集成，如图ｌ－２所示的悬置微带线与微带线的集成，图１－２（ａ）是正面图，其带通滤波 器是采用的双面悬置微带结构，带通滤波器上面的黑点是金属化过孔，用于连接悬置微带的两边导
第一章绪论
第一章绪论
１．１引言
滤波器在射频／微波领域中起着重要的作用，它有着多方面的用途。在无线通信这个已经很成熟 的领域，人们还在为提高滤波器的性能做出努力，向着高性能、小体积、轻重量和低花费的方向发 展．当今新材料和新集成技术（例如高温超导体（ＨＴＳ）、低温共烧陶瓷技术（ＬＴＣＣ），单片微波集成电 路（ＭＭＩＣ）、微电子机械系统（ＭＥＭＳ）和显微机械加工技术）给滤波器带了新的飞速发展，新的类型滤 波器不断涌现。同时，计算机辅助设计（ＣＡＤ）工具和全波电磁仿真工具对于滤波器的发展也是一次 新的革命…。
ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ ＳＳＳ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｗｉ廿１ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｌｌｗａｖｅ ＥＭ ｆｉｅｌｄ ｓｏｌｖｅｒ（ＣＳＴ
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｓｔｕｄｉｏ）．订侍ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕＩｔｓ｛ｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｓｅｒｔ ｌｏｓｓ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２．９ｄＢ ｉｏ
ｐａｓｓｂａｎｄ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ７０ｄＢ ｉｎ ｓｔｏｐｂａｎｄ．ａｎｄ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｂｏｌｌｅｄ ｗｉｔｈｉｎ ２％ｏｆ ｔｈｉｓ
ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｏ ｂｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＭＬ ａｎｄ ｆｉｎ－ｌｉｎｅ ｆｉｉｔｅｒ，ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ＳＳＳ ａｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ．Ｓｏ ｔｈｅ
关键词：悬置微带线交指型带通悬置微带／波导过渡悬置微带／微带过渡
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ Ｆｉｌｔｅｒｓ ＱＩＡＯ Ｙｏｕ－ｊｕｎ ＱＩＡＮ Ｃｈｅｎｇ
Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ（ＳＳＳ）ｉｓ ａ ｐｒｉｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．ｈ ｈａｓ ａ ｈｉｇｈ Ｑ ｆａｃｔｏｒ，ｓｏ ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｕｌｔｒａ ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ａｎｄ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｆｉｌｔｅｒｓ．ＡｄｄｉｔｉｏｎａｌＭ ＳＳＳ ｉｓ ｅｒｉｅ ｋｉｎｄ ｏｆ
ＳＳＳ ｈａｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．
ＦｏｒｔｈｅｃａｓｃａｄｅｏｆＳＳＳｔｏｏｔｈｅｒ血ａｎｓｍ妊湛ｊｏｎｌｉｎｅ。ＳＳＳ－ｔｏ－ｗａｖｅｇｕｉｄｅ蛔ｎｓ掰ｏｎａｎｄＳＳＳ－ｔｏ－ＭＬ
缸ｊｎｓ砸Ｏｎａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕ峙ｏｆｔｈｅｓｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ ｒｅｔｕｒｎｌｏｓｓｉｓｍｏｒｅ
ＳＳＳ－ｔｏ－ＭＬ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ
Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ
ＳＳＳ－ｔｏ－Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｂａｎｄｐａｓｓ
ｌＩ
东南大学学位论文独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。
在电子对抗领域，微波滤波器组是一个被广泛应用的器件，在微波跳频通信中它是一个必不可 少的组成部分，其指标性能的好坏与滤波器组的性能有很大的联系。滤波器组是由输入输出端的并 联开关和多个滤波器组成，其作用是将一整段宽的频率分成多条较窄的通道，这些通道的带宽就是 由其中的各条滤波器决定，而通道的选择是通过开关来实现的。通道之间的信号的隔离与滤波器性 能的好坏有很丈的关系，在宽频带范围内，信号通过滤波器组之后，功率平坦度也是和其中的滤波 器性能有很大关系。
ｑｕａｓｉ巾Ｉａｒｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｎ ｅａｓｙ ｔｏ ｉｎｔｅｇｒａｔｅ州ｔｈ ｍｉｃｍｓｋｉｐ ｌｉｎｅ（ＭＬ）ａｎｄ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ．Ｉｎ
ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｓｏｍｅ ｎｅｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｔｒｉｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｂｕｉｌｄ ＳＳＳ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ａ Ｋａ ｂａｎｄ ＳＳｓ ｆｉｌｔｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｏｐｂａｎｄ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔａ Ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ（ＳＳＳ）
为了方便悬置微带线与其它传输线的连接，设计了悬置微带／波导过渡器，仿真结果表明此过渡 结构可以在宽频带范围内将回波控制到２０ｄＢ以上，插损控制到０．５ｄＢ以内，结合实际应用，设计了
ｌ【丑波段带悬置微带线股导过渡的滤波器，仿真结果显示很好的带外抑制特性。另外，还将设计的
悬置微带／微带过渡器与交指型悬置微带滤波器相级联，实验结果表明悬置微带／微带过渡器也可以在 宽频带范围内将回波控制到２０ｄＢ以上，插损控制到０．８ｄＢ以内。
ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ ＳＳＳ ｂｅｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ，ＳＳＳ－ｔｏ－ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄ ＳＳＳ－ｔｏ－ＭＬ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ．
ｍｅｔｈｏｄ 丁ｈｅ ｃｏｅＭｄｅｎｔ ａｎｄ ｌｏａｄｅｄ Ｑ ｆａｃｔｏｒ
ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．１１１ｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎｖｏｌｖｅｓ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ｔｈｅ
微波毫米波电路中，用来进行滤波器设计的传输线技术，通常采用微带线、带状线和波导来进 行滤波器的设计。这些传输线形式的滤波器在微波毫米波电路中也得到了广泛的应用。微带线是一 种印制电路板技术，其滤波器的综台过程已经有成熟的理论支撑，而且加工也很方便。但是微带线 中传输的波是准ＴＥＭ模式，在信号频率超过Ｋｕ波段时，色散问题往往会变的很严重，信号在微带线 上的传播，衰减也会变的很大．尤其是在窄带的滤波器设计中，由于微带线的Ｑ值比较低，这个时 候滤波器的插入衰减会变的非常大。波导形式的滤波器在微波频段是微带线滤波器的一个很好替代 技术，波导的Ｏ值报高，使用其设计的滤波器（Ｅ面波导、鳍线等等），插入衰减和带外性能与微带线 滤波器相比都有质的飞跃。与微带线结构不同，波导中的滤波结构是由腔体不连续变化决定ｔ这些 不连续变化的在工业加工中误差难以控制，所以波导对于腔体加工的精度有很高的要求。
第一章绪论
作，这种超宽带的滤波器可以通过将低通和高遥的悬置微带线滤波器及联起来实现。它还可以与交 指结构、梳状结构以及半波长的平行耦合线技术相结合，设计窄带的带通滤波器。与波导类型的滤 波器相比，其对于腔体的容差比波导要高，这是因为其滤波性能主要还是依赖于介质板的特性。图 １．１中表示了悬置微带线，波导、微带线三者的Ｑ值比较…，可以看到，波导的Ｑ筐最高，悬置微带线 次之，微带线最低。
ａ口。奄ｍｏｌｕ３ １∞
１０
Ｏ．Ⅸ）０１
０．０１
１
１００
Ｖｏｌｕｍｅ《ｃｕｂ ｉｎ．）
图１．１各种传输线的Ｑ值比较
１．２悬置微带线的历史和研究现状
Ｒｏｏｎｅｙ和Ｕｎｄｅｒｋｏｅｆｌｅｒ在１９７８年第一次描述了悬置微带线结构【．】，并且他们还设计了不同类型 的悬置微带线滤波器。在最初的应用中，悬置微带线只是用于各种类型了滤波器设计。到后来，悬 置微带线还被用于了多路复用器的制作州Ｉ，Ｊ。
与上面两种传输线相比，悬置微带线（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ）综合了上面两种传输线的优 点．它是通过将薄的介质板悬置在腔体中来实现的，和微带线一样，它也是一种印制电路板技术， 但是它的Ｏ值比微带线要高的多，可以媚丁制作宽带和窄带的各种形式滤波器，如高通、低通、带 通、带阻和多路复用器等等。其阻抗变化很宽，这也使得它适合与超宽带滤波器和多路复用器的制
论述了通过耦合系数和有载Ｑ值综合滤波器的方法，测量耦合系数和有载Ｑ值与谐振器尺寸的 关系，然后与理论计算结果进行对比，得到滤波器的实际尺寸．应用此方法，在三维电磁仿真软件 ＣＳＴ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｓｗ．ｄｉｏ内设计了Ｋｕ波段的交指型悬置微带线带通滤波器，实验结果显示，此滤波器 的插损小于２．９ｄＢ，带外抑制大于７０ｄＢ，该方法综合的滤波器误差能够控制到２ｅ以内．与微带线和 鳍线滤波器比较的结果说明了悬置微带线滤波器在应用方面的前景．
猛］金日 研究生签名：
期：圣！＝源自文库：！！：！三
东南大学学位论文使用授权声明
东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研 究生院办理。
ｔｈａｎ ２０ｄＢ。ａｎｄ ｔｈｅ ｊｎｓｅｒｔ ｌｏ鹞ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ０．５ｄＢ Ｉｎ ｂｒｏａｄｂａｎｄ。Ｔｈｅ ａｘｐｅｄｍｅｎｔａＩ ｒｅｓｕＩｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ
ＳｓＳ拈ＭＬ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｅｔｕｍ Ｉｏｓｓ ｉｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ２０ｄＢ．ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｓｅｒｔ Ｉｏｓｓ．ｓ ｌｅ鹞ｔｈａｎ ０．８ｄＢ．
２
第一章绪论
带。。几十年来已经有大量的关于悬置微带线滤波器的论文发表，这些大量的实验证明悬置微带线技 术特别适合于低插损、超宽带和超窄带的滤波器和多路复用器的设计，已经有很多国外的微波公司 把悬置微带线滤波器组作为公司的一个代表产品，以此来展示公司的实力。表１－１中是美国ＳａｇｅＬａｂｓ 公司悬置微带线滤波器的性能，这代表了当今悬置微带线滤波器设计的最高水平。现在我们国内的 一些通讯公司也已经注意到了悬置微带线系统的优点，在一些基站的设计上。他们也正在采用悬置 微带系统进行实验．
目前的实际应用中，雷达、微波通信、移动通信等部门中多频率、多信道工作的要求越来越普 遍，对分隔频率的要求也越来越高，所以需要使用大量的微波滤波器，它既能够限定大功率发射机 在规定频带内辐射，反过来又可以用来防ＪＬ接收机受到工作频带以外的干扰。从超长波经微波到光 波以上的所有电磁波段，都需要使用各种形式的滤波器”１。
近年来随着计算机技术突飞猛进的发展。出现了一些新的、实用的计算机微波仿真具，如 ＡＤＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｏｍｃｅ－等－系列微波电路的仿真软件，还有三维高频电磁 场仿真软件，如德国ＣＳＴ公司的Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｓｔｕｄｉｏ（微波工作室）、美国Ａｎｓｏｆｌ公司的ＨＦＳｓ（高频电磁场 仿真１。这些实用的仿真软件对于设计出的参数可以进行进一步的仿真、优化，以达到在实际加工中 的准确性和一致性．
东南大学 硕士学位论文 悬置微带线滤波器的研究 姓名：乔有俊 申请学位级别：硕士 专业：电磁场与微波技术 指导教师：钱澄
20080201
摘要
悬置微带线滤波器的研究
乔有俊 钱澄
东南大学
论文摘要
悬置微带线技术是一种印制电路板技术，它的Ｑ值很高，可以用于制作超窄带和超宽带滤波器， 而且它是准平面结构，可以方便的与微带线以及波导相连接。本文对悬置微带线滤波器的设计进行 了尝试，内容主要包括交指型悬置微带线带通滤波器设计、悬置微带过渡／波导过渡器、悬置微带／ 微带过渡器，并制作了实物。
ｒａｔｉｏｎａｌｅ ｏｆ ｈｏｗ ｆｉｒｅｒ ｓｉｚｅ ｊｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｃｏｕｐｌｅ ｃｏｅ俪ｄｅｎｔ ａｎｄ Ｉｏａｄｅｄ Ｑ ｆａｃｔｏｒ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ａ
ｃｏｍｐａｄｓｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｉｇｕｒｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．ｓｏ ａｓ垂ｏ ｇｅｔ ｔｈｅ ｅｘａｃｔ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｔｅｒ．Ａ Ｋｕ－ｂａｎｄ
悬置微带线中的介质板很薄，这样可以保证绝大部分的电磁波在空气中传输，那么空载Ｑ值可 以接近空气介质。而且，印制电路板技术的特点悬置微带线也都继承了，它可以很方便的与不同形 式的微波传输线集成，如图ｌ－２所示的悬置微带线与微带线的集成，图１－２（ａ）是正面图，其带通滤波 器是采用的双面悬置微带结构，带通滤波器上面的黑点是金属化过孔，用于连接悬置微带的两边导