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)代無線通信系統(tǒng)中的集成度越來越高，在同一單元內(nèi)往往存在多種系統(tǒng)，比如：全球移動通信系統(tǒng)（GSM）、通用移動通信系統(tǒng)（UMTS）以及長期演進技術(shù)系統(tǒng)（LTE）等等。這就對基站系統(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，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越多的重視。因此，對新型高性能器件的需求越來越強烈。本論文針對移動通信基站系統(tǒng)里多種無源器件，包括兩端口、三端口、四端口器件進

2、行了研究，提出了多種新穎的設(shè)計理念以及創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了多款高性能、小型化無源器件。
　　論文主要的研究工作和創(chuàng)新點歸納如下：
　　(1)采用集成介質(zhì)來進行濾波器設(shè)計、加工以及應(yīng)用。通過在介質(zhì)外表面鍍金屬的方法實現(xiàn)金屬波導(dǎo)濾波器中的金屬腔壁，同時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)來進行固定，保證了其穩(wěn)定性，同時也不會

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，我們將其應(yīng)用于表貼結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了表貼于PCB板的集成介質(zhì)濾波器。通過在介質(zhì)表面焊接可調(diào)結(jié)構(gòu)以及開通孔，實現(xiàn)了濾波器在一定范圍內(nèi)的調(diào)諧性。并且通過在PCB板加工微帶線，實現(xiàn)兩個諧振腔之間的電耦合，從而來實現(xiàn)可控傳輸零點。
　　(3)首次提出了基于耦合線的雙通帶耦合器新結(jié)構(gòu)，通過奇偶模分析得到了準(zhǔn)確的解析設(shè)計公式。其優(yōu)點主要有：可實現(xiàn)大范圍的頻率

4、比；耦合系數(shù)由耦合線的耦合強度決定，避免了因阻抗過高或者阻抗過低而實現(xiàn)困難的情況；此設(shè)計具有較寬的帶寬；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，僅由兩對耦合線和一段傳輸線組成。通過奇偶模分析得到了其準(zhǔn)確的解析設(shè)計公式，并且通過合理設(shè)置耦合器的兩個通帶的頻率比，可以獲得寬帶耦合器的性能，并且實現(xiàn)超過90％的相對帶寬。
　　(5)提出了一款新型Gysel功分器新結(jié)

5、構(gòu)。此款功分器通過端接隔離電阻的一對四分之一波長長度的耦合線結(jié)構(gòu)來實現(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接地的隔離電阻，從而簡化了電路結(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。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)都極其簡單，僅僅包含一對耦合線