【摘要】：隨著現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的發(fā)展,小型化、低成本和高性能成為微波射頻電路的重要考慮因素。為滿足現(xiàn)代高集成度無線通信系統(tǒng)的要求,可重構(gòu)多功能濾波電路已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn),其不僅能將多個(gè)功能集成在一個(gè)電路上,而且可以降低加工成本,減小電路尺寸面積以及避免多個(gè)器件級(jí)聯(lián)所帶來的失配損耗。本文針對當(dāng)前集成濾波功能的可重構(gòu)微波無源電路尚存在的一些性能缺陷問題進(jìn)行深入的分析和研究,并給出相應(yīng)的解決方案,主要研究內(nèi)容可以概括如下:1.頻率與功分比同時(shí)可調(diào)的可重構(gòu)濾波巴倫:通過變?nèi)荻䴓O管和滑動(dòng)變阻器加載的開路傳輸線和雙模諧振器提出了一個(gè)頻率與功分比同時(shí)可調(diào)的濾波巴倫。通過在開路傳輸線中間加載變?nèi)荻䴓O管和滑動(dòng)變阻器,這樣不僅可以減小電路尺寸面積,而且可以靈活地調(diào)節(jié)濾波巴倫兩個(gè)輸出端口的功率比。濾波巴倫可調(diào)的頻率通過調(diào)節(jié)加載在雙模諧振器上的變?nèi)荻䴓O管來實(shí)現(xiàn)。通過對比發(fā)現(xiàn),本文所設(shè)計(jì)的可重構(gòu)濾波巴倫具有電路體積小,頻率和功分比同時(shí)可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。2.集成濾波巴倫的低通帶通可重構(gòu)三工器:通過分布耦合技術(shù)和串聯(lián)開關(guān)的方法提出了將低通濾波器、濾波巴倫、開關(guān)和帶通濾波器等多個(gè)模塊有效地集成在一個(gè)電路里。首先,通過調(diào)節(jié)開關(guān)上的電壓可以實(shí)現(xiàn)控制多工器的低通響應(yīng)。其次,調(diào)節(jié)加載在多模諧振器上的P-I-N二極管上的電壓可以控制多工器的帶通響應(yīng)。另外,通過調(diào)節(jié)加載在雙模諧振器上的P-I-N二極管上的電壓還可以實(shí)現(xiàn)濾波巴倫功能的開啟與閉合。最后,通過選擇不同的控制電壓,首次實(shí)現(xiàn)了低通帶通三工器、低通帶通雙工器、低通濾波器、帶通濾波器和濾波巴倫等多個(gè)狀態(tài)可切換的多功能集成電路。3.多模可重構(gòu)兩路濾波功分器:通過選擇不同的耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提出了兩個(gè)新型多�？芍貥�(gòu)兩路濾波功分器。第一個(gè)是三�？芍貥�(gòu)兩路濾波功分器。該功分器利用P-I-N二極管加載的雙模諧振器的諧振原理,通過選擇不同的控制電壓來實(shí)現(xiàn)三個(gè)工作模式可切換的濾波功分器,其中三種模式分別是雙頻濾波功分器、高頻單通帶濾波功分器以及低頻單通帶濾波功分器。第二個(gè)是雙�？芍貥�(gòu)寬帶兩路濾波功分器。此雙模功分器有兩種工作模式,即一個(gè)可重構(gòu)寬帶濾波功分器和一個(gè)全阻濾波器。該寬帶濾波功分器根據(jù)選定的耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),利用一對變?nèi)荻䴓O管加載的三模諧振器和平行耦合線技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)了頻率、帶寬和功分比同時(shí)可調(diào)。首先,寬帶濾波功分器可調(diào)的頻率和帶寬主要通過調(diào)節(jié)加載諧振器的變?nèi)荻䴓O管來實(shí)現(xiàn)。其次,可調(diào)的功分比通過調(diào)節(jié)加載在輸入平行耦合線的兩個(gè)變?nèi)荻䴓O管來完成。最后,通過錯(cuò)開兩個(gè)諧振器的諧振頻率并降低二者之間的耦合度,從而在兩個(gè)輸出端口之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)全阻濾波器。4.頻率、帶寬和功分比可調(diào)的四路濾波功分器:通過在三線平行耦合線和枝節(jié)加載的四模諧振器之間選擇合適的耦合拓?fù)?提出了一個(gè)頻率、帶寬和功分比同時(shí)可調(diào)的四路濾波功分器。首先,該四路濾波功分器通過調(diào)節(jié)加載在四模諧振器上的變?nèi)荻䴓O管可實(shí)現(xiàn)三種可切換的濾波響應(yīng),即寬帶、雙頻和單頻三種濾波響應(yīng)。其次,雙頻濾波功分器的可調(diào)的頻率和帶寬可通過調(diào)節(jié)加載在諧振器上變?nèi)荻䴓O管來實(shí)現(xiàn)。最后,可調(diào)的功分比通過調(diào)節(jié)加載在輸入平行耦合線的四個(gè)變?nèi)荻䴓O管來實(shí)現(xiàn)。5.基于準(zhǔn)集總元件的雙�？芍貥�(gòu)濾波功分器:基于高阻抗傳輸線等效為準(zhǔn)集總電感和變?nèi)荻䴓O管具有可變電容的原理,根據(jù)選定的耦合拓?fù)涮岢隽司哂袃蓚�(gè)工作模式的多功能四路和八路濾波功分器。兩種模式分別為一個(gè)頻率可調(diào)的濾波功分器和一個(gè)全阻濾波器。通過調(diào)節(jié)高阻抗傳輸線上加載的變?nèi)荻䴓O管可實(shí)現(xiàn)四路和八路濾波功分器可調(diào)的頻率。通過錯(cuò)開各個(gè)諧振器的諧振頻率和降低諧振器之間的耦合,在兩個(gè)非相鄰輸出端口之間可實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有高抑制度的全阻濾波器。
【圖文】：

而逐漸替代濾波器組�？芍貥�(gòu)濾波器能夠有效地兼容多個(gè)通信協(xié)議以便消除逡逑多個(gè)較強(qiáng)的干擾信號(hào)，從而廣泛應(yīng)用于手機(jī)通信、電子對抗、導(dǎo)航系統(tǒng)和衛(wèi)星通信等逡逑多個(gè)領(lǐng)域，如圖１．１所示。逡逑＿邐Ｃｌ逡逑手圍ｎ邐ｆ邐可重構(gòu)濾波器邐電子對抗逡逑Ｌ逡逑導(dǎo)航系統(tǒng)邐衛(wèi)星通信逡逑圖１．１可重構(gòu)濾波器的廣泛應(yīng)用逡逑在無線通信系統(tǒng)中，功分器，巴倫和多１：器亦是其甫要的組成部分。功分器或逡逑巴倫由于其在輸出端能提供兩個(gè)同相或反相的輸出信號(hào)，而廣泛丨、ｖ：用ｒ？各種微波射頻逡逑電路中，比如：放大器、混頻器、天線饋電網(wǎng)絡(luò)，平衡電路等。傳統(tǒng)的功分器和巴倫逡逑１逡逑

而逐漸替代濾波器組�？芍貥�(gòu)濾波器能夠有效地兼容多個(gè)通信協(xié)議以便消除逡逑多個(gè)較強(qiáng)的干擾信號(hào)，從而廣泛應(yīng)用于手機(jī)通信、電子對抗、導(dǎo)航系統(tǒng)和衛(wèi)星通信等逡逑多個(gè)領(lǐng)域，如圖１．１所示。逡逑＿邐Ｃｌ逡逑手圍ｎ邐ｆ邐可重構(gòu)濾波器邐電子對抗逡逑Ｌ逡逑導(dǎo)航系統(tǒng)邐衛(wèi)星通信逡逑圖１．１可重構(gòu)濾波器的廣泛應(yīng)用逡逑在無線通信系統(tǒng)中，，功分器，巴倫和多１：器亦是其甫要的組成部分。功分器或逡逑巴倫由于其在輸出端能提供兩個(gè)同相或反相的輸出信號(hào)，而廣泛丨、ｖ：用ｒ？各種微波射頻逡逑電路中，比如：放大器、混頻器、天線饋電網(wǎng)絡(luò)，平衡電路等。傳統(tǒng)的功分器和巴倫逡逑１逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN92

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本文編號(hào)：2660413