為了提高頻率資源利用率,降低對其他微波器件的寬帶性能要求,以實(shí)現(xiàn)“稀釋”信號的功能,一般會對寬帶頻譜信號進(jìn)行信道化濾波處理,被廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)中的通道連續(xù)多工器是實(shí)現(xiàn)該過程的核心器件,也是寬帶數(shù)字接收機(jī)的關(guān)鍵器件之一。它的主要原理就是利用多個通道鄰接的濾波器組成濾波器組來同時將寬帶信號中的多個相互獨(dú)立的子帶信號分離出來以便于后續(xù)處理。通常,多工器有幾個通道濾波器組成,就稱其為幾工器。傳統(tǒng)的通道連續(xù)多工器多由一些立體結(jié)構(gòu)的微波器件構(gòu)成,如腔體濾波器、環(huán)形器等,雖然用立體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的多工器,插入損耗相對較好,通道隔離度也相對較高,但是器件體積較大,結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,不利于系統(tǒng)集成。因此,本論文從平面結(jié)構(gòu)入手,對通道連續(xù)多工器的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究,由于平面結(jié)構(gòu)可采用的匹配電路結(jié)構(gòu)較為單一,且不易實(shí)現(xiàn)較多通道的匹配,所以星形結(jié)平面通道連續(xù)三工器是本文的重點(diǎn)研究對象。首先,本文對平面通道連續(xù)三工器初值的快速構(gòu)建方法進(jìn)行了研究,主要采用直接設(shè)計法和四分之一波長T型結(jié)匹配法。設(shè)計思想是先將第一、第二通道濾波器構(gòu)造成雙工器,并將此雙工器當(dāng)作一個整體再與第三通道濾波器繼續(xù)進(jìn)行雙工器匹配,最終完成三工器的設(shè)計。在設(shè)計過程中,重點(diǎn)是依靠ADS仿真軟件分析雙工器及三工器的電路模型,以尋找影響匹配的關(guān)鍵因子,并對其做出合適的修正。接著,為了避免采用高階濾波器的形式增加通道的選擇性,本文將三種引入傳輸零點(diǎn)的方法應(yīng)用到了通道連續(xù)三工器的設(shè)計當(dāng)中。采用傳統(tǒng)交叉耦合方式實(shí)現(xiàn)的通道連續(xù)三工器,由于通道濾波器中諧振器結(jié)構(gòu)Q值較低,導(dǎo)致帶內(nèi)插入損耗較大。隨后,為了解決這一問題,基于結(jié)構(gòu)Q值較大的開口環(huán)諧振器,又利用電磁混合耦合法和加載提取極點(diǎn)單元(EPU)法進(jìn)行了兩款通道連續(xù)三工器的設(shè)計。其中加載EPU法,可以在插入損耗較低的情況下,直接引入兩對傳輸零點(diǎn)。最終,基于交叉耦合以及電磁混合耦合技術(shù)的通道連續(xù)三工器實(shí)測插入損耗分別為8.9dB和2.5dB,隔離度分別為45dB和38dB;基于加載EPU技術(shù)的通道連續(xù)三工器仿真插入損耗為3.4dB,隔離度為45dB。最后,本文針對平面寬帶通道連續(xù)三工器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)展開研究,發(fā)現(xiàn)利用懸置帶狀線結(jié)構(gòu)采用高低通濾波器級聯(lián)的方式,可以達(dá)到目的�；诖搜兄屏艘豢�4～7GHz的通道連續(xù)三工器,實(shí)測結(jié)果顯示三個通道帶內(nèi)插損約為1.2dB,回波損耗約為13dB,通道之間的隔離度優(yōu)于53dB。本文后續(xù)計劃對更多通道的平面通道連續(xù)多工器、高溫超導(dǎo)通道連續(xù)三工器以及微帶結(jié)構(gòu)的寬帶匹配技術(shù)展開研究。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN631.2
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 多工器的國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內(nèi)容
    1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 濾波器設(shè)計基礎(chǔ)與多工器理論
    2.1 濾波器基礎(chǔ)理論
        2.1.1 濾波器性能參數(shù)
        2.1.2 微波諧振器
        2.1.3 微帶濾波器基本設(shè)計原理
    2.2 多工器理論
        2.2.1 混合電橋耦合法
        2.2.2 環(huán)形器耦合法
        2.2.3 定向?yàn)V波器法
        2.2.4 多枝節(jié)耦合法
    2.3 本章小結(jié)
第三章 通道連續(xù)三工器初值快速構(gòu)建
    3.1 通道連續(xù)三工器設(shè)計方法
        3.1.1 通道連續(xù)三工器理論模型
        3.1.2 通道連續(xù)三工器初值設(shè)計步驟
    3.2 通道連續(xù)三工器電路模型分析
        3.2.1 通道濾波器耦合系數(shù)矩陣綜合
        3.2.2 電路模型關(guān)鍵影響因子修正
    3.3 本章小結(jié)
第四章 三工器通道高選擇性技術(shù)研究
    4.1 交叉耦合通道連續(xù)三工器技術(shù)
    4.2 電磁混合耦合通道連續(xù)三工器技術(shù)
        4.2.1 混合耦合電路的分析
        4.2.2 兩階濾波器的實(shí)現(xiàn)
        4.2.3 四階通道濾波器的實(shí)現(xiàn)
        4.2.4 基于電磁混合耦合法的通道連續(xù)三工器實(shí)現(xiàn)
    4.3 加載提取極點(diǎn)單元（EPU）通道連續(xù)三工器技術(shù)
        4.3.1 新型準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        4.3.2 傳輸零點(diǎn)位置的任意分布
        4.3.3 電流密度分布分析
        4.3.4 基于加載EPU法的通道連續(xù)三工器實(shí)現(xiàn)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 三工器寬帶高低通級聯(lián)技術(shù)研究
    5.1 寬帶高低通級聯(lián)三工器設(shè)計
        5.1.1 基本實(shí)現(xiàn)方案
        5.1.2 原型電路設(shè)計
    5.2 基于懸置帶狀線的三工器實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 懸置帶狀線特性分析
        5.2.2 懸置帶狀線低通和高通濾波器實(shí)現(xiàn)
        5.2.3 懸置帶狀線通道連續(xù)三工器實(shí)現(xiàn)
    5.3 寬帶通道連續(xù)三工器的制作與測試分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文內(nèi)容總結(jié)
    6.2 下一步工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2890924