微波集成介質(zhì)TM模濾波器及耦合線功分電路的研究.pdf

1、現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中的集成度越來(lái)越高，在同一單元內(nèi)往往存在多種系統(tǒng)，比如：全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）、通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（UMTS）以及長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)（LTE）等等。這就對(duì)基站系統(tǒng)內(nèi)各種器件的小型化、高性能、多功能、低成本等方面提出了更高的要求。同時(shí)，為了提高資源利用、降低系統(tǒng)復(fù)雜度，雙通帶以及多通帶器件也受到越來(lái)越多的重視。因此，對(duì)新型高性能器件的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。本論文針對(duì)移動(dòng)通信基站系統(tǒng)里多種無(wú)源器件，包括兩端口、三端口、四端口器件進(jìn)

2、行了研究，提出了多種新穎的設(shè)計(jì)理念以及創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了多款高性能、小型化無(wú)源器件。
　　論文主要的研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)歸納如下：
　　(1)采用集成介質(zhì)來(lái)進(jìn)行濾波器設(shè)計(jì)、加工以及應(yīng)用。通過(guò)在介質(zhì)外表面鍍金屬的方法實(shí)現(xiàn)金屬波導(dǎo)濾波器中的金屬腔壁，同時(shí)省去了金屬腔壁的重量以及所占空間。不僅減輕了重量和體積，還提高了空間利用率，從而提高了Q值。并且由于介質(zhì)塊的整體性，其中心介質(zhì)柱不需要額外的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行固定，保證了其穩(wěn)定性，同時(shí)也不會(huì)

3、引入額外的損耗。另外，其溫度特性非常優(yōu)秀。
　　(2)由于集成介質(zhì)濾波器具有上述優(yōu)點(diǎn)，我們將其應(yīng)用于表貼結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了表貼于PCB板的集成介質(zhì)濾波器。通過(guò)在介質(zhì)表面焊接可調(diào)結(jié)構(gòu)以及開通孔，實(shí)現(xiàn)了濾波器在一定范圍內(nèi)的調(diào)諧性。并且通過(guò)在PCB板加工微帶線，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)諧振腔之間的電耦合，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)可控傳輸零點(diǎn)。
　　(3)首次提出了基于耦合線的雙通帶耦合器新結(jié)構(gòu)，通過(guò)奇偶模分析得到了準(zhǔn)確的解析設(shè)計(jì)公式。其優(yōu)點(diǎn)主要有：可實(shí)現(xiàn)大范圍的頻率

4、比；耦合系數(shù)由耦合線的耦合強(qiáng)度決定，避免了因阻抗過(guò)高或者阻抗過(guò)低而實(shí)現(xiàn)困難的情況；此設(shè)計(jì)具有較寬的帶寬；緊湊的結(jié)構(gòu)和很小的面積。
　　(4)提出了一款基于雙耦合線的雙通帶和寬帶耦合器新結(jié)構(gòu)。這款耦合器非常緊湊，僅由兩對(duì)耦合線和一段傳輸線組成。通過(guò)奇偶模分析得到了其準(zhǔn)確的解析設(shè)計(jì)公式，并且通過(guò)合理設(shè)置耦合器的兩個(gè)通帶的頻率比，可以獲得寬帶耦合器的性能，并且實(shí)現(xiàn)超過(guò)90％的相對(duì)帶寬。
　　(5)提出了一款新型Gysel功分器新結(jié)

5、構(gòu)。此款功分器通過(guò)端接隔離電阻的一對(duì)四分之一波長(zhǎng)長(zhǎng)度的耦合線結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離，大大減小了其原有尺寸；并且在不等功分比的情況下只需要一個(gè)接地的隔離電阻，從而簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，降低了元件的需求量。
　　(6)提出了基于耦合線的緊湊型巴倫，其中包括帶接地結(jié)構(gòu)與不帶接地結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。其中帶接地結(jié)構(gòu)的巴倫具有較寬的帶寬，而另一款巴倫與傳統(tǒng)耦合線巴倫相比，不需要任何接地結(jié)構(gòu)，從而降低了加工難度和成本。并且兩款巴倫的結(jié)構(gòu)都極其簡(jiǎn)單，僅僅包含一對(duì)耦合線