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高Q值腔体滤波器的小型化设计

TheMiniaturizationDesignofHign-Q

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摘要

摘要

随着现代通信技术的迅速发展，通信系统设备的尺寸越来越小，尤其对于

移动通信系统终端器件如滤波器、双工器等的要求也越来越高，不仅要求性能

可靠、插入损耗低，而且要求体积小并具有很高的选择性。

频率为900MHz左右时，波长相对较长，传统的二分之一波长或者四分之

一波长谐振器构成的滤波器体积很大，考虑到微带结构的滤波器Q值较低，其

体积小型化的难度很大，因此本文中的腔体滤波器的小型化设计有着重要的意

义。

本文简要介绍了滤波器的发展概况以及近年来微波介质陶瓷材料及介质滤

波器的发展概况，并讨论了滤波器的基本理论和仿真设计方法。按照经典的设

计方法，利用全波电磁场仿真软件CST微波工作室®的本征模求解器，设计并仿

真计算出单腔、腔间耦合以及输入输出耦合的结构参数，然后通过专业波导腔

体滤波器设计软件uWaveWizardTM优化设计出一个传统的UIR（Uniform

ImpedanceResonator，均匀阻抗谐振器）四分之一波长同轴梳状滤波器。最后提

出同轴梳状滤波器的两种小型化设计方法：一是通过引入SIR（SteppedImpedance

Resonator，阶跃阻抗谐振器）结构并在开路端用调谐螺钉电容加载的方式，实

现小型化；另外，通过填充高介电常数、低损耗的陶瓷介质材料，进一步实现

TM®

了小型化；并最终利用uWaveWizard和CST微波工作室的MOR（ModalOrder

Reduction，模式降阶）求解器分别设计出SIR电容加载同轴梳状滤波器和介质加

载同轴梳状滤波器，性能指标完成良好。

关键词：微波滤波器，高Q值，小型化，介质加载，数值仿真设计

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