【摘要】：隨著現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的發(fā)展,小型化、低成本和高性能成為微波射頻電路的重要考慮因素。為滿足現(xiàn)代高集成度無線通信系統(tǒng)的要求,可重構多功能濾波電路已成為當前研究熱點,其不僅能將多個功能集成在一個電路上,而且可以降低加工成本,減小電路尺寸面積以及避免多個器件級聯(lián)所帶來的失配損耗。本文針對當前集成濾波功能的可重構微波無源電路尚存在的一些性能缺陷問題進行深入的分析和研究,并給出相應的解決方案,主要研究內容可以概括如下:1.頻率與功分比同時可調的可重構濾波巴倫:通過變容二極管和滑動變阻器加載的開路傳輸線和雙模諧振器提出了一個頻率與功分比同時可調的濾波巴倫。通過在開路傳輸線中間加載變容二極管和滑動變阻器,這樣不僅可以減小電路尺寸面積,而且可以靈活地調節(jié)濾波巴倫兩個輸出端口的功率比。濾波巴倫可調的頻率通過調節(jié)加載在雙模諧振器上的變容二極管來實現(xiàn)。通過對比發(fā)現(xiàn),本文所設計的可重構濾波巴倫具有電路體積小,頻率和功分比同時可調的優(yōu)點。2.集成濾波巴倫的低通帶通可重構三工器:通過分布耦合技術和串聯(lián)開關的方法提出了將低通濾波器、濾波巴倫、開關和帶通濾波器等多個模塊有效地集成在一個電路里。首先,通過調節(jié)開關上的電壓可以實現(xiàn)控制多工器的低通響應。其次,調節(jié)加載在多模諧振器上的P-I-N二極管上的電壓可以控制多工器的帶通響應。另外,通過調節(jié)加載在雙模諧振器上的P-I-N二極管上的電壓還可以實現(xiàn)濾波巴倫功能的開啟與閉合。最后,通過選擇不同的控制電壓,首次實現(xiàn)了低通帶通三工器、低通帶通雙工器、低通濾波器、帶通濾波器和濾波巴倫等多個狀態(tài)可切換的多功能集成電路。3.多模可重構兩路濾波功分器:通過選擇不同的耦合拓撲結構提出了兩個新型多�？芍貥媰陕窞V波功分器。第一個是三�？芍貥媰陕窞V波功分器。該功分器利用P-I-N二極管加載的雙模諧振器的諧振原理,通過選擇不同的控制電壓來實現(xiàn)三個工作模式可切換的濾波功分器,其中三種模式分別是雙頻濾波功分器、高頻單通帶濾波功分器以及低頻單通帶濾波功分器。第二個是雙�？芍貥媽拵陕窞V波功分器。此雙模功分器有兩種工作模式,即一個可重構寬帶濾波功分器和一個全阻濾波器。該寬帶濾波功分器根據(jù)選定的耦合拓撲結構,利用一對變容二極管加載的三模諧振器和平行耦合線技術首次實現(xiàn)了頻率、帶寬和功分比同時可調。首先,寬帶濾波功分器可調的頻率和帶寬主要通過調節(jié)加載諧振器的變容二極管來實現(xiàn)。其次,可調的功分比通過調節(jié)加載在輸入平行耦合線的兩個變容二極管來完成。最后,通過錯開兩個諧振器的諧振頻率并降低二者之間的耦合度,從而在兩個輸出端口之間實現(xiàn)一個全阻濾波器。4.頻率、帶寬和功分比可調的四路濾波功分器:通過在三線平行耦合線和枝節(jié)加載的四模諧振器之間選擇合適的耦合拓撲,提出了一個頻率、帶寬和功分比同時可調的四路濾波功分器。首先,該四路濾波功分器通過調節(jié)加載在四模諧振器上的變容二極管可實現(xiàn)三種可切換的濾波響應,即寬帶、雙頻和單頻三種濾波響應。其次,雙頻濾波功分器的可調的頻率和帶寬可通過調節(jié)加載在諧振器上變容二極管來實現(xiàn)。最后,可調的功分比通過調節(jié)加載在輸入平行耦合線的四個變容二極管來實現(xiàn)。5.基于準集總元件的雙模可重構濾波功分器:基于高阻抗傳輸線等效為準集總電感和變容二極管具有可變電容的原理,根據(jù)選定的耦合拓撲提出了具有兩個工作模式的多功能四路和八路濾波功分器。兩種模式分別為一個頻率可調的濾波功分器和一個全阻濾波器。通過調節(jié)高阻抗傳輸線上加載的變容二極管可實現(xiàn)四路和八路濾波功分器可調的頻率。通過錯開各個諧振器的諧振頻率和降低諧振器之間的耦合,在兩個非相鄰輸出端口之間可實現(xiàn)一個具有高抑制度的全阻濾波器。
【圖文】：

而逐漸替代濾波器組�？芍貥嫗V波器能夠有效地兼容多個通信協(xié)議以便消除逡逑多個較強的干擾信號，從而廣泛應用于手機通信、電子對抗、導航系統(tǒng)和衛(wèi)星通信等逡逑多個領域，如圖１．１所示。逡逑＿邐Ｃｌ逡逑手圍ｎ邐ｆ邐可重構濾波器邐電子對抗逡逑Ｌ逡逑導航系統(tǒng)邐衛(wèi)星通信逡逑圖１．１可重構濾波器的廣泛應用逡逑在無線通信系統(tǒng)中，功分器，巴倫和多１：器亦是其甫要的組成部分。功分器或逡逑巴倫由于其在輸出端能提供兩個同相或反相的輸出信號，而廣泛丨、ｖ：用ｒ？各種微波射頻逡逑電路中，比如：放大器、混頻器、天線饋電網(wǎng)絡，平衡電路等。傳統(tǒng)的功分器和巴倫逡逑１逡逑

而逐漸替代濾波器組。可重構濾波器能夠有效地兼容多個通信協(xié)議以便消除逡逑多個較強的干擾信號，從而廣泛應用于手機通信、電子對抗、導航系統(tǒng)和衛(wèi)星通信等逡逑多個領域，如圖１．１所示。逡逑＿邐Ｃｌ逡逑手圍ｎ邐ｆ邐可重構濾波器邐電子對抗逡逑Ｌ逡逑導航系統(tǒng)邐衛(wèi)星通信逡逑圖１．１可重構濾波器的廣泛應用逡逑在無線通信系統(tǒng)中，，功分器，巴倫和多１：器亦是其甫要的組成部分。功分器或逡逑巴倫由于其在輸出端能提供兩個同相或反相的輸出信號，而廣泛丨、ｖ：用ｒ？各種微波射頻逡逑電路中，比如：放大器、混頻器、天線饋電網(wǎng)絡，平衡電路等。傳統(tǒng)的功分器和巴倫逡逑１逡逑
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN92

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本文編號：2660413