隨著萬物互聯(lián)時代的到來,市場對于大容量、高速率、小體積、低功耗的無線通信系統(tǒng)需求不斷增加,濾波器和功分器作為無線通信系統(tǒng)中的核心無源器件,其性能提升對無線通信系統(tǒng)意義重大。本論文基于平面/多層耦合結(jié)構(gòu),對高性能的寬帶濾波器和功率分配器展開研究,主要研究內(nèi)容如下:首先,提出了兩種基于多層八角形缺陷地耦合結(jié)構(gòu)的新型超寬帶濾波器,推導(dǎo)了多層八角形缺陷地耦合結(jié)構(gòu)的散射參數(shù)和基于該結(jié)構(gòu)的超寬帶濾波器設(shè)計公式。第一種濾波器采用單級多層八角形缺陷地耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了超過140%的3dB相對帶寬,小于0.2dB的通帶內(nèi)波紋,并利用并聯(lián)短路/開路枝節(jié)實現(xiàn)了兩個可調(diào)的傳輸零點,改善了帶外抑制性能。第二種濾波器基于兩級級聯(lián)的多層八角形缺陷地耦合結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了超過110%的3dB相對帶寬和超過4.5倍中心頻率的20dB超寬阻帶。這兩款濾波器均通過加工和測試進行了驗證。隨后,研究了一種通用隔離結(jié)構(gòu),設(shè)計了一種寬帶高隔離功率分配器。相較傳統(tǒng)的功率分配器,采用該結(jié)構(gòu)可以獲得更好的隔離性能和更寬的帶寬。而且,由于不需要隔離電阻,基于此結(jié)構(gòu)的功率分配器可以方便地應(yīng)用于大功率環(huán)境。仿真表明所設(shè)計的功率分配器在3GHz-9GHz... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．５平行耦合線示意圖??

網(wǎng)絡(luò)理論出發(fā)討論兩種最基本的功率分配器。??２．３．１?Ｔ型結(jié)功率分配器??Ｔ型結(jié)功率分配器是最簡單的功率分配器，如圖２．７所示，其是一種由兩個輸出端??口和一個輸入端口組成的三端口網(wǎng)絡(luò)。??ａ）?Ｔ型結(jié)傳輸線模型?ｂ）微帶Ｔ型結(jié)??圖２．７微帶Ｔ型結(jié)及其傳輸線模型圖??假設(shè)這三個端口都是匹配的，則任意一個三端口網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣可以用下式表示：??０?＾１２?＊＾１３??［５］＝?５２１?０?Ｓ２３?（２．４０）??＿＊＾３１?＾３２?＾??若這個三端口網(wǎng)絡(luò)是無耗的，則要求上式所示的散射矩陣是幺正的，這會導(dǎo)出下列條件：??｜５１２ｆ＋｜５Ｉ３｜２＝ｌ?（２．４１）??｜＾１２｜２＋｜５２３｜２＝１?（２．４２）??｜心｜２＋丨心丨２＝１?（２．４３）??ＳＵ＇Ｓ２，?＝?０?（２．?４４）??ｄ?＝?０?（２．?４５）??ＳＵ＇Ｓ，？?＝?０?（２．?４６）??式２．４４－２．４６表明０１２，Ｓ３，Ｓ２３）這三個參量中至少兩個為零，但這又和式２．４１－２．４３相互矛??盾，所以三端口網(wǎng)絡(luò)不可能是無耗、互易和全端口匹配的。對于Ｔ型結(jié)功分器來說，輸??入、輸出端口是匹配的，但是，輸出端口間無隔離，而且從輸出端口往里看是失配的。??１８??

不能全端口匹配和輸出端口沒有隔離的缺點。一種能夠?qū)崿F(xiàn)全端口匹配和輸出端口之間??的隔離的有耗三端口網(wǎng)絡(luò)被提了出來，這就是廣泛用于各種微波系統(tǒng)中的Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功??率分配器。圖２．６給出了等功率分配的Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器的等效傳輸線電路和微帶模型。??Ｐｏｒｔ２??＜?Ｐｏｒｔ３??ａ）?Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器傳輸線模型?ｂ）微帶Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器??圖２．８微帶Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎｓ功分器及其傳輸線模型圖??為了導(dǎo)出上圖所示Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功率分配器的散射參數(shù)，用電源（ｔ／ｓ）對端口?２進行激??勵，并將其他兩個端口接上匹配負載。又為了電路的對稱性，可以將端口２的激勵分為??兩個等幅同相的激勵（［／ｓ／２，％／２），將端口?３的激勵分解為兩個等幅反相的激勵??（ｔ／ｓ／２，?－ｔ／ｓ／２）。同時，用兩個值為２ＺＤ的并聯(lián)電阻等效端口?１的負載電阻Ｚ。，用兩個??值為＆的串聯(lián)電阻等效端口?２和端口?３之間的電阻２Ｚ。。這樣，就可以將原電路分解為??偶模激勵電路和奇模激勵電路。經(jīng)過歸一化后，將原電路從中心對稱面處分成兩個獨立??的電路，其中偶模激勵電路如圖２．７所示，奇模激勵電路如圖２．８所示。??端〒??＼?１??廠?Ｚ?ｆ?＂２??ｉ開路ｉ?＾??圖２．７偶模激勵??偶模：對于偶模

【參考文獻】：
期刊論文
[1]超寬帶濾波器的研究現(xiàn)狀與進展[J]. 官雪輝,陳鵬,劉海文,蔡鵬.  華東交通大學學報. 2011(01)

博士論文
[1]多性能微波功率分配器及高性能功率放大器的研究[D]. 李久超.北京郵電大學 2014
[2]超寬帶帶通濾波器的設(shè)計理論及其小型化研究[D]. 蔡鵬.上海大學 2007



本文編號：3524020