本文關(guān)鍵詞：微波毫米波集成無(wú)源電路研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線系統(tǒng)中的有源電路己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度集成。但該系統(tǒng)中的濾波器、耦合器、功分器等無(wú)源電路仍然面臨著實(shí)現(xiàn)小型化和高性能的棘手難題。為了適應(yīng)無(wú)線系統(tǒng)對(duì)于無(wú)源電路小型化、高性能的需求,本文針對(duì)微波毫米波前端中常見(jiàn)的平面無(wú)源電路展開(kāi)研究。作為微波毫米波系統(tǒng)中重要的無(wú)源電路之一,濾波器也面臨著小型化、高性能的迫切需求。針對(duì)這一要求,本文提出了多種雙通帶帶通濾波器、具有寬阻帶響應(yīng)的帶通濾波器、差分帶通濾波器等新型電路。本文提出了新穎的雙通帶帶通濾波器實(shí)現(xiàn)方法,研究了基于U型耦合線諧振器構(gòu)建的濾波器傳輸特性和傳輸零極點(diǎn)產(chǎn)生原理。在此基礎(chǔ)上,利用階梯阻抗諧振器(SIR,Stepped Impedace Resoantor)諧振頻率便于控制的特點(diǎn),研究并實(shí)現(xiàn)了雙通帶帶通濾波器。本文提出的雙通帶帶通濾波器具有小型化、低插損、通帶易于控制的特點(diǎn)。為了解決帶通濾波器寄生通帶的問(wèn)題,基于U型耦合線諧振器,本文創(chuàng)新性地提出一種新的饋電方式,即采取將輸入輸出端口放置在將耦合線分支按比例1:2分為兩段的位置。通過(guò)理論和仿真分析,發(fā)現(xiàn)在這樣的饋電方式下濾波器的第一個(gè)寄生通帶會(huì)出現(xiàn)在五倍通帶中心頻率處,在不增加諧振器個(gè)數(shù)的情況下拓寬了濾波器的高阻帶。本文提出的寬阻帶帶通濾波器同時(shí)解決了小型化、低插損、寄生通帶抑制等問(wèn)題。為了增強(qiáng)濾波器的抗干擾特性,利用提出的饋電方式,結(jié)合U型耦合線諧振器,研究并實(shí)現(xiàn)了差分帶通濾波器。在差模激勵(lì)下,濾波器在中心頻率處呈現(xiàn)帶通響應(yīng),并且有較寬的高阻帶;在共模激勵(lì)下,在中心頻率處呈現(xiàn)帶阻響應(yīng),同時(shí)保證了濾波器的小型化。相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)表在IET Electronics Letters。分支線耦合器被廣泛應(yīng)用于平衡放大器、混頻器以及陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)等微波電路,但是傳統(tǒng)的分支線耦合器具有面積偏大、在奇數(shù)倍中心頻率處存在諧波響應(yīng)、帶寬窄等缺點(diǎn)。針對(duì)以上問(wèn)題,通過(guò)對(duì)比分析枝節(jié)加載傳輸線與傳統(tǒng)分支線耦合器中四分之一波長(zhǎng)傳輸線的傳輸特性,本文提出了利用尺寸小于四分之一波長(zhǎng)的枝節(jié)加載傳輸線替換傳統(tǒng)分支線耦合器中的四分之一波長(zhǎng)傳輸線的方法,實(shí)現(xiàn)了小型化諧波抑制分支線耦合器。在此基礎(chǔ)上,在耦合器每個(gè)端口利用開(kāi)路平行耦合線,研究了具有濾波響應(yīng)的小型化寬帶分支線耦合器。在小型化諧波抑制分支線耦合器的基礎(chǔ)上,本文研究了小型化巴特勒矩陣。在小型化巴特勒矩陣的研究中,基于枝節(jié)加載傳輸線,本文提出了小型化的交叉結(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)巴特勒矩陣的小型化,并開(kāi)展了由其作為波束形成網(wǎng)絡(luò)的1×4微帶陣列天線研究。相關(guān)工作發(fā)表在Microwave and Optical Technology Letters。傳統(tǒng)環(huán)形耦合器和威爾金森功分器具有面積較大、在奇數(shù)倍中心頻率處存在諧波響應(yīng)等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題,本文提出了多種小型化諧波抑制環(huán)形耦合器及威爾金森功分器。在枝節(jié)加載傳輸線與傳統(tǒng)耦合器、功分器中的傳輸線具有相同傳輸特性的情況下,利用尺寸更小的枝節(jié)加載傳輸線替換傳統(tǒng)環(huán)形耦合器和威爾金森功分器的四分之一波長(zhǎng)傳輸線的方法,以此達(dá)到小型化、諧波抑制的目的。本文提出的新型環(huán)形耦合器和威爾金森功分器在性能及電路尺寸方面都具有優(yōu)勢(shì)。相關(guān)成果發(fā)表在IEEE Microwave and Wireless Component Letters和Microwave and Optical Technology Letters。本文系統(tǒng)總結(jié)并提出了多種無(wú)源電路實(shí)現(xiàn)方法,解決了無(wú)源電路小型化和寄生通帶抑制及高性能等諸多問(wèn)題,提出的多種新型無(wú)源電路,可以在工程中得到廣泛應(yīng)用,提升系統(tǒng)的整體性能。
【關(guān)鍵詞】：平面無(wú)源電路 帶通濾波器 耦合器 功分器 小型化 諧波抑制
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN015
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-34
• 1.1 研究工作的背景與意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-31
• 1.2.1 濾波器研究現(xiàn)狀12-23
• 1.2.1.1 寬阻帶帶通濾波器15-18
• 1.2.1.2 多通帶帶通濾波器18-22
• 1.2.1.3 差分帶通濾波器22-23
• 1.2.2 耦合器研究現(xiàn)狀23-28
• 1.2.2.1 分支線耦合器23-26
• 1.2.2.2 環(huán)形耦合器26-28
• 1.2.3 巴特勒矩陣28-31
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新31-34
• 第二章 微波濾波器研究34-53
• 2.1 概述34
• 2.2 雙通帶帶通濾波器34-41
• 2.2.1 U 型耦合線諧振器34-35
• 2.2.2 雙通帶帶通濾波器35-41
• 2.3 具有寬阻帶響應(yīng)的帶通濾波器41-48
• 2.3.1 寬阻帶帶通濾波器42-45
• 2.3.2 基于DGS寬阻帶帶通濾波器45-48
• 2.4 差分帶通濾波器48-52
• 2.4.1 差分帶通濾波器等效電路48-51
• 2.4.2 差分帶通濾波器仿真與實(shí)驗(yàn)研究51-52
• 2.5 本章小結(jié)52-53
• 第三章 分支線耦合器研究53-80
• 3.1 分支線耦合器概述53
• 3.2 具有濾波響應(yīng)的小型化寬帶分支線耦合器53-61
• 3.2.1 枝節(jié)加載傳輸線分析53-55
• 3.2.2 具有二次諧波抑制功能的小型化分支線耦合器55-59
• 3.2.3 濾波響應(yīng)的小型化寬帶分支線耦合器59-61
• 3.3 諧波抑制小型化分支線耦合器61-71
• 3.3.1 枝節(jié)加載傳輸線分析61-63
• 3.3.2 諧波抑制小型化分支線耦合器分析63-71
• 3.4 小型化巴特勒矩陣及微帶陣列天線71-79
• 3.4.1 巴特勒矩陣概述71-72
• 3.4.2 小型化巴特勒矩陣性能分析72-75
• 3.4.3 多波束微帶陣列天線75-79
• 3.5 本章小結(jié)79-80
• 第四章 小型化諧波抑制環(huán)形耦合器及威爾金森功分器80-92
• 4.1 概述80-81
• 4.2 小型化諧波抑制 180?環(huán)形耦合器81-89
• 4.2.1 基于傳統(tǒng)環(huán)形耦合器的小型化諧波抑制環(huán)形耦合器81-86
• 4.2.2 基于 7λ/6 環(huán)形耦合器的小型化諧波抑制環(huán)形耦合器86-89
• 4.3 小型化諧波抑制威爾金森功分器89-90
• 4.4 本章小結(jié)90-92
• 第五章 結(jié)論與展望92-94
• 5.1 本文的主要工作和貢獻(xiàn)92-93
• 5.2 下一步工作的展望93-94
• 致謝94-95
• 參考文獻(xiàn)95-106
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的成果106-107

  本文關(guān)鍵詞：微波毫米波集成無(wú)源電路研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：254906