【摘要】：濾波微波器件是將信號(hào)濾波功能集成到傳統(tǒng)微波器件中的一種單體多功能微波器件。為了濾除電路系統(tǒng)中的干擾信號(hào),以及非線性器件中產(chǎn)生諧波和交調(diào)信號(hào),需要在射頻前端電路的眾多關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處增加濾波微波器件。相比傳統(tǒng)的直接級(jí)聯(lián)濾波器的設(shè)計(jì)方法,濾波微波器件能夠極大減小電路尺寸、降低插入損耗、改善濾波性能并降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度。本論文提出了多種濾波單元結(jié)構(gòu),并設(shè)計(jì)了寬帶單端和差分帶通濾波器、濾波功率分配器、濾波推挽功率放大器、基于諧振匹配的天線以及濾波微波交叉器等濾波微波器件的電路拓?fù)浜徒Y(jié)構(gòu)。論文的主要工作如下:(1)提出了終端加載型耦合線電路結(jié)構(gòu),并對(duì)其阻抗匹配和濾波特性進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析;通過(guò)采用不同種類(lèi)的終端加載電路結(jié)構(gòu)分別設(shè)計(jì)了單端超寬帶帶通濾波器、單端寬帶帶通濾波器以及差分寬帶帶通濾波器結(jié)構(gòu)。詳細(xì)分析了這些電路的工作機(jī)制和設(shè)計(jì)流程,并進(jìn)行了實(shí)例仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。相關(guān)研究成果以第一作者SCI學(xué)術(shù)論文發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques上。(2)成功解決了傳統(tǒng)四分之波長(zhǎng)傳輸線的諧波抑制和小型化的難題,提出諧波抑制型雙傳輸線結(jié)構(gòu),并對(duì)其設(shè)計(jì)理論和濾波特性進(jìn)行理論分析。創(chuàng)新性地將其應(yīng)用到傳統(tǒng)四分之波長(zhǎng)傳輸線構(gòu)成的寬帶濾波器中,成功設(shè)計(jì)出具有高選擇性以及極高上阻帶抑制性能的小型化寬帶濾波器。相關(guān)研究成果以第一作者SCI學(xué)術(shù)論文發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 Electronics Letters 上。(3)提出和分析了一系列使用終端加載型雙線和三線耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高選擇性和帶外抑制性能的緊湊型濾波功率分配器結(jié)構(gòu);推導(dǎo)出詳細(xì)的電路參數(shù)和濾波特性的求解和設(shè)計(jì)理論。最終設(shè)計(jì)了濾波功率分配器實(shí)例并進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在SCI檢索的國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 Electronics Letters,Microwave and Optical Technology Letters,Journal of Electromagnetic Waves and Applications 上。(4)在國(guó)際上首次提出窄帶和寬帶濾波推挽功率放大器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);創(chuàng)新性地將信號(hào)濾波、單端差分轉(zhuǎn)換以及阻抗匹配集成在一個(gè)電路結(jié)構(gòu)中,簡(jiǎn)化了濾波推挽功率放大器的電路結(jié)構(gòu),極大縮小了電路面積,并改善了功率放大器的輸出功率和效率。設(shè)計(jì)了濾波推挽功率放大器實(shí)例并進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。相關(guān)研究成果以第一作者SCI學(xué)術(shù)論文發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Electronics Letters上,并被選為當(dāng)月特色論文。(5)提出了基于諧振匹配的智能手機(jī)四單元天線陣列;通過(guò)使用基于諧振的匹配網(wǎng)絡(luò),成功解決了原有天線單元結(jié)構(gòu)在低頻工作頻段內(nèi)帶寬不足的問(wèn)題。設(shè)計(jì)了能夠支持八個(gè)工作頻段的四單元智能手機(jī)天線陣列。相關(guān)研究成果以第一作者EI學(xué)術(shù)論文的形式發(fā)表在國(guó)際會(huì)議 International Symposium on Electromagnetic Compatibility 上。(6)提出了新穎的傳輸路徑具有不同工作頻率范圍的寬帶濾波微波交叉器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);成功解決了傳統(tǒng)微波交叉器在兩個(gè)傳輸路徑的工作頻段相隔較遠(yuǎn)的工作模式下的帶寬不足問(wèn)題。并對(duì)該濾波交叉器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)例設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。相關(guān)研究成果以第一作者SCI學(xué)術(shù)論文的形式發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Microwave and Optical Technology Letters上。
【圖文】：

邋＿逡逑頻率逡逑圖１－３某個(gè)電路節(jié)點(diǎn)的信號(hào)頻譜構(gòu)成。逡逑圖１－４是一個(gè)典型的基于零中頻收發(fā)架構(gòu)的時(shí)分雙工收發(fā)機(jī)系統(tǒng)框架。目前，逡逑隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，圖１－４中的數(shù)字處理、基帶信號(hào)處理以及逡逑中低頻電路己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度的集成化設(shè)計(jì)。在射頻部分，隨著單片微波集成電路逡逑（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ邋Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ邋Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋Ｃｉｒｃｕｉｔ，邋ＭＭＩＣ）技術(shù)的發(fā)展，使得小信號(hào)放大逡逑２逡逑

＾ｗｌ逡逑５Ｇ多模－體化基站逡逑）ＭＭ逡逑圖１－２兼容多種通信標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線通信設(shè)備。逡逑隨著通信制式、工作頻段以及分集類(lèi)型的增加，諸如全網(wǎng)通手機(jī)１１１邋（同時(shí)兼逡逑容中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通這三種網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）以及多模一體逡逑化基站［２，，３］（基于統(tǒng)一平臺(tái)的多模基站，實(shí)現(xiàn)多制式技術(shù)體系無(wú)縫融合）等能夠逡逑同時(shí)支持多種通信制式的移動(dòng)通信設(shè)備逐漸流行、普及和標(biāo)準(zhǔn)化。從而導(dǎo)致未來(lái)逡逑的移動(dòng)通信設(shè)備內(nèi)部的射頻通道急劇增加，容易造成不同制式、頻率以及收發(fā)雙逡逑工之間的干擾。同時(shí)，空間和電路系統(tǒng)中的頻譜能量密度越來(lái)越高，射頻電路系逡逑統(tǒng)中存在眾多干擾信號(hào)，并且非線性器件也會(huì)產(chǎn)生諧波和交調(diào)等干擾信號(hào)，如圖逡逑１－３所示。為了避免上述干擾對(duì)通信系統(tǒng)的影響，需要在射頻前端電路的很多關(guān)逡逑鍵節(jié)點(diǎn)中增加濾波微波器件。逡逑Ｕ邐有用信號(hào)逡逑Ｍ邐Ｉ邋｜邋干擾賃號(hào)逡逑１邐Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邐臂逡逑．．．邋＿逡逑頻率逡逑圖１－３某個(gè)電路節(jié)點(diǎn)的信號(hào)頻譜構(gòu)成。逡逑圖１－４是一個(gè)典型的基于零中頻收發(fā)架構(gòu)的時(shí)分雙工收發(fā)機(jī)系統(tǒng)框架。目前，逡逑隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN61

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本文編號(hào)：2605395