研究论文演讲.pptx

新型E平面椭圆函数滤波器与双工器在毫米波的应用 小组成员: 叶汉霆、蔡文涛、李林、高宇翔 指导老师: 陈世勇 重庆大学 通信工程学院 内容概要 研究问题、背景和意义 (1-2) 已有解决方法及优缺点分析(1-2) 论文提案方法及突出贡献 (1-2) 论文的技术方案(理论实验仿真2-3) 论文结果与结论分析 (3-4) 论文的评价与应用扩展 (1-2) 研究问题、背景和意义 自1974年E面波导滤波器的提出，E平面滤波器已知为这是一种低成本的解决方案，适用于低到中等的过滤器要求 它们的易于制造和精确的设计软件的可用性已经使直接耦合线滤波器结构选择为许多使用10到150GHz频率的应用提供了选择。 直接耦合平面滤波器通常已知的缺点是对于给定数量的谐振器，衰减斜坡相对温和。 更陡的衰减斜率可能只有通过增加更多的谐振器，因此，也增加了插入损耗和滤波器长度。 已有解决方法及优缺点分析 一种方法是通过放置电感耦合阻带短截线，衰减坡度可以改善。 然而，该解决方案的缺点是，波导分裂块壳体夹紧金属插入物的尺寸变大。 本文介绍了另一种技术：基于谐振器的交叉耦合技术，以提高E面滤波器的斜率选择性，而不增加谐振器的数量。 论文提案方法及突出贡献 本文开发出基于交叉耦合的E平面金属插入滤波器和带有过模腔的滤波器，这些滤波器均比传统E平面滤波器短，且具有更小的插入损耗，并以他们为基础分别设计出一种紧凑和高性能的双工器 基于交叉耦合的E平面金属插入滤波器 带有过模腔的滤波器 以基于交叉耦合滤波器组成的双工器 以带有过渡腔滤波器组成的双工器 论文的技术方案-交叉耦合E平面滤波器 设计方法: 1.合成低通原型，其符合规范，并确定适当的耦合矩阵 2.基于电磁（EM）的优化方法，找到匹配目标响应的最佳几何结构 耦合槽的初始尺寸是通过参考耦合矩阵对应条目等值得到， 之后再通过使用基于替代模型的混合优化技术来优化结构 Fig1.基于交叉耦合的四阶E面滤波器（实线）与直接耦合四阶E面滤波器（虚线）的比较 Fig2.基于交叉耦合的E面滤波器(优化前后)，及理想原型的比较,优化前（短划线）、后（实线）、原型（点划线） 论文的技术方案-交叉耦合E平面滤波器 谐振器1、4其各自的谐振频率为f1、f2,则他们的耦合系数可以计算为： K=f1^2-f2^2/f1^2+f2^2 Fig3.Ir、Is的厚度和宽度对耦合系数的影响 Fig4.滤波器参数对单谐振器频移和各耦合系数的敏感性分析 论文的技术方案-交叉耦合E平面滤波器 A.带有源、负载耦合滤波器的优点和缺点: 优点：因为有限零点的实现可以更好地控制阻带，从而有着更优越的阻带性能和群时延； 缺点：传输零点对于槽尺寸大小的改变非常敏感，因此使得滤波器对制造容差也非常敏感； Fig5.直接耦合（实线）、交叉耦合且源、负载耦合（点线）、交叉耦合且没有源、负载耦合（短划线） 论文的技术方案-交叉耦合E平面滤波器 B.四谐振的交叉耦合滤波器： 耦合在谐振器1和4之间，带内回波损耗是20dB,中心频率30.25GHz、带宽为500MHz,两个有限传输零点在29.5和31GHz处 Fig6.四谐振直接耦合（虚线）和交叉耦合（实线）滤波器的比较 Fig7.滤波器的容差分析 论文的技术方案-交叉耦合E平面滤波器 C.四谐振的交叉耦合滤波器的不对称响应： 1-4之间的耦合为消散模式；1-3之间的耦合为基本模式。 以此实现通带左侧或右侧更陡的衰减斜率 Fig8.1、3之间交叉耦合的结构以及采用模式匹配技术（MMT）和有限元分析技术的比较（HFSS） 论文的技术方案-交叉耦合E平面滤波器 D.四谐振的交叉耦合滤波器并带有波导转弯头： 由于原始的交叉耦合E面滤波器的输入和输出波导在同一侧，使用此配置，不可能将标准波导适配器连接到滤波器的输入和输出。 所以可采用添加90度H面弯曲头的方案，而对于最佳的滤波器设计，弯曲的尺寸也必须包含在优化中 Fig9.滤波器的计算（虚线）和测量（实线）响应以及没有波导弯曲的交叉耦合的折叠E平面滤波器（点划线）的计算响应 论文的技术方案-交叉耦合E平面滤波器 E.三元组 综合前面所讲，组成一个耦合到负载和源，但是彼此不耦合的三重元组 Fig10.优化之前（虚线）和优化之后（实线）的三元组（插入）的计算响应 论文的技术方案-具有过模腔的E面滤波器 在一些应用中，有时在通带的左侧或右侧仅需要一个传输零点，此时可以使用色散短截线（dispersive stubs）来实现 右图给出了两个设计实例，在第二张图中为38.8GHz的中心频率,传输零点在右侧，在第三章图中为39.5GHz的中心频率,传输零点在左侧 两种情况下带内回波损耗为23dB(带宽500MHz) 论文的