【摘 要】
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滤波器作为无线通信系统中重要的组成部件之一,其性能好坏会对整个通信系统带来很大影响,当前小型化、轻量化、高频率、低成本和易集成是滤波器的发展趋势。微同轴工艺加工的矩形传输线,具有无色散、低损耗、超宽带、高功率容量和易于集成等优点,应用3D打印技术可以快速且低成本地实现小尺寸、结构复杂的滤波器。本文从工艺创新的角度出发,对矩形微同轴传输线和3D打印技术在滤波器设计加工方面的应用展开研究,具体包括以下
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滤波器作为无线通信系统中重要的组成部件之一,其性能好坏会对整个通信系统带来很大影响,当前小型化、轻量化、高频率、低成本和易集成是滤波器的发展趋势。微同轴工艺加工的矩形传输线,具有无色散、低损耗、超宽带、高功率容量和易于集成等优点,应用3D打印技术可以快速且低成本地实现小尺寸、结构复杂的滤波器。本文从工艺创新的角度出发,对矩形微同轴传输线和3D打印技术在滤波器设计加工方面的应用展开研究,具体包括以下内容:（1）对矩形微同轴传输线的特性进行分析,确定50Ω传输线的结构,并在此基础上进行带通滤波器的设计,利用电磁仿真软件HFSS建立滤波器模型得到频响曲线。首先设计了一款由对称的谐振器通过耦合组成的带通滤波器。滤波器中心频率为24GHz,3d B相对带宽为6.13%,通带的插入损耗和回波损耗小于0.5d B和27d B,物理尺寸仅为9.6mm×1mm×0.9mm。同时,根据1/4波长短路短截线理论,提出了一款带通滤波器,滤波器中心频率为30GHz,3d B相对带宽为42.7%,通带的插入损耗和回波损耗小于0.5d B和16d B,物理尺寸为18.8mm×6.37mm×0.9mm。研究了滤波器参数变化对特性的影响,并给出了此类滤波器设计的方法和步骤;（2）通过前期对3D打印技术的调研以及对主流3D打印技术的对比,首先,选用聚合物喷射成型（Poly Jet）技术加工耦合谐振带通滤波器。实物测量表明,滤波器通带内的插入损耗小于1.7d B,回波损耗优于9d B。验证了应用3D打印技术加工滤波器的可行性。其次,为了解决加工工艺及树脂材料热变形的问题,改进结构设计并选用立体光固化成型（SLA）技术对电容电感耦合滤波器进行加工测试。滤波器在通带内的插入损耗小于1.4d B,回波损耗优于10d B;（3）针对于3D打印加工出的非金属器件,研究了表面金属化工艺对实物测试性能的影响,将实测结果与仿真结果对比,分析出现差异的原因并提出对应的解决方法。
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