Ku波段微带带通滤波器的研究与设计开题报告

全文总字数：1735字

1. 研究目的与意义

滤波器作为选频模块一直在微波毫米波电路系统中扮演着重要的角色。所有的微波部件都可以看作滤波器，因为每个部件在系统中应用总会呈现某些频率选择特性。滤波器被广泛地应用于无线通信、雷达导航、电子对抗、卫星接力、导弹制导、测试仪表等系统中，其性能的优劣往往直接影响整个系统的性能。伴随着新材料和新集成技术的发展，以及射频／微波系统对于滤波器新的需求和新技术与综合方法的应用，滤波器的设计方法以及实现形式也有很大的发展。特别是基于小型化、低成本以及集成化的考虑。但是由于微带线传输的为准TEM模式，在Ku及以上波段由于色散和衰减问题而限制了其应用。因此本文针对Ku波段微带带通滤波器进行研究与设计，并为其发展贡献一份力量。

2. 国内外研究现状分析

随着人们生活需求的提高，对通信的质量和方便性也提出了更高的要求，为了满足市场的需求，通信技术向无线方向发展。微波滤波器是通信系统中最为重要的滤波元件，整个系统质量的好坏都与它的性能优劣紧密相关，所以微波滤波器是目前被广泛关注的研究内容。

万君磊和潘明海(2015)表示发夹型带通滤波器是一种分布参数带通滤波器，是由若干个半波长微带线构成的u型结构作为谐振单元，并排排列耦合而成。它的优点在于结构紧凑、体积小，无需过孔接地。路延(2014)指出平行耦合微带线滤波器是结构简洁、设计方便的一种，目前已具备了成熟的窄带近似设计方法和宽带近似设计方法。采用宽带近似设计方法，从低通原型滤波器经过频率变换，求得各耦合单元的物理尺寸。并且作者采用这种方法设计滤波器，利用cst软件进行仿真，对其缺点引出更有优势的设计方法：全等宽平行耦合微带线带通滤波器。而随着ku波段的引入与应用，张超(2015)结合切比雪夫低通滤波器原型理论，设计了一款ku波段微带耦合带通滤波器，并使用ads2008微波仿真软件进行了原理图仿真与印制板制作，测试结果显示滤波器具有良好的通带插损与阻带抑制，能够用于ku 波段通信设备中。刘超(2009)指出采用平面印制技术的微带线滤波器有大量的研究与成果，并得到了广泛应用。但是由于微带线传输的为准tem模式，在ku及以上波段由于色散和衰减问题而限制了其应用。

cristal(1975)给出窄带和中等带宽的抽头形式梳状线和交指线较有效的等效电路，并提出了设计参数与公式：之后在1979年．jodseph s.wong(1979)将抽头式结构应用于了微带滤波器的设计，并给出了分析过程；而后来shimon caspi和j. adelman(1988)则在cristal的基础上,推导了抽头形式梳状线和交指线的等效电路形式，对中等带宽的设计近似程度较好；而christoph ernst和vzsil postoyalko(1997)对抽头交指线的等效电路作了进一步的分析，并研究了滤波器的通带和阻带特性。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

本论文系统的研究了ku波段微带带通滤波器。主要在已有的滤波器理论基础上，对ku波段微带带通滤波器进行研究。首先对滤波器的研究背景、研究意义和国内外发展现状等进行详细全面的介绍，并简述本课题的主要工作和创新。然后介绍相关电磁场理论、滤波器设计的相关方法、软件的使用方法，重点介绍带通滤波器的工作原理。其次本文根据指定的参数，详细描述了ku波段微带带通滤波器的设计过程。并且在文章的最后，针对设计的滤波器，建立了仿真模型，并且对其进行了仿真实验，并且根据仿真的实验数据及试验结果，详细分析了参数变化对滤波器性能的影响，为实际的工程应用提供了一定的参考经验。

计划

4. 研究创新点

1. 重点分析带通滤波器的工作原理，为之后的设计提供理论基础。