內(nèi)容簡(jiǎn)介：
基于電耦合環(huán)形諧振器的濾波器研究，碩士學(xué)位論文，共55頁。
摘 要
本文的主要內(nèi)容是對(duì)多功能的基于電耦合諧振器帶通濾波器的研究,在對(duì)環(huán)形諧振器的分析基礎(chǔ)上,利用電耦合開環(huán)諧振器設(shè)計(jì)了不同功能的帶通濾波器,包括微帶巴倫濾波器以及差分濾波器。
文章首先對(duì)環(huán)形諧振器進(jìn)行了理論分析及其在微帶濾波器中的應(yīng)用說明,從最簡(jiǎn)單的耦合 環(huán)諧振器濾波器出發(fā),利用傳輸矩陣,分析了 0°饋電結(jié)構(gòu)和非0°饋電結(jié)構(gòu)。緊接著利用前面不同饋電方式的分析設(shè)計(jì)了一個(gè)三端口的巴倫濾波器,該巴倫濾波器僅僅使用了兩個(gè)開環(huán)諧振器,它們之間的耦合方式為電耦合,所設(shè)計(jì)的巴倫濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造,同時(shí)它的輸出端口幅度和相位有很好的平衡性能。在此結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),設(shè)計(jì)了一個(gè)電容加載的巴倫濾波器,0度饋電結(jié)構(gòu)和耦合端加載的電容產(chǎn)生了兩個(gè)傳輸零點(diǎn),使得濾波器的性能得到了很大的提升。結(jié)合以上理論分析與實(shí)物驗(yàn)證,設(shè)計(jì)了一個(gè)四階的巴倫濾波器,相比前面兩種二階巴倫濾波器,該濾波器不僅具有更加緊湊的結(jié)構(gòu)、更小的體積,還同時(shí)具有出眾的諧波抑制特性及良好的巴倫差分性能。上述巴倫濾波器均適用于藍(lán)牙及一些其它通信系統(tǒng)。
本文基于電容耦合諧振器設(shè)計(jì)了一個(gè)差分濾波器,該差分濾波器具有良好的差模濾波響應(yīng)和較寬的共模抑制范圍。為了提高共模抑制,分別采取了缺陷地結(jié)構(gòu)(DefectedGround Structure, DGS)和加載T型諧振器的方法。理論的分析、仿真及測(cè)試結(jié)果均驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。
關(guān)鍵詞: 環(huán)諧振器,平衡,巴倫濾波器,差分濾波器,共模抑制。
1緒論
1.1選題背景及應(yīng)用
為了測(cè)量微帶線的相速和色散特性,Troughton教授在1969年首先提出了微帶環(huán)形諧振器[1]。在早期,環(huán)形諧振器的應(yīng)用大多集中于微帶線不連續(xù)特性的測(cè)量。隨著復(fù)雜場(chǎng)分析的發(fā)展,環(huán)形諧振器逐漸有了精確的模型和預(yù)測(cè)。漸漸地,環(huán)形諧振器在濾波器、振蕩器、混頻器、稱合器等微波電路中得到廣泛應(yīng)用。
環(huán)形諧振器具有非常簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)周長(zhǎng)僅僅在整數(shù)倍波導(dǎo)波長(zhǎng)時(shí)發(fā)生諧振I2】。通過 縫、增加枝節(jié)、級(jí)聯(lián)兩個(gè)或更多環(huán)、加載固態(tài)器件等等可以得到性能更好的電路,這些電路也都有著各自的應(yīng)用。
微波帶通濾波器是射頻微波系統(tǒng)中最重要的元件之一,它通過在濾波器通帶內(nèi)提供信號(hào)傳輸并且在阻帶內(nèi)提供信號(hào)衰減的特性,用來控制微波系統(tǒng)中某處的頻率響應(yīng),使該頻率附近的信號(hào)通過,頻率外的信號(hào)被抑制。隨著微波通信的發(fā)展,需要更多高性能、輕便、低耗的微波濾波器。
在大多數(shù)通信系統(tǒng)中,為了降低噪聲同時(shí)提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍,平衡器件必不可缺。在微波泡頻器、倍頻器、濾波器放大器和天線中廣泛用到了平衡——非平衡轉(zhuǎn)換器,就是巴倫(balanced to unbalanced transformer,Balun)。在射頻微波系統(tǒng)中,當(dāng)需要平衡激勵(lì)時(shí),巴倫變換器將不平衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為平衡信號(hào),即兩個(gè)幅度相等、相位相差180度的信號(hào)組合。巴倫的這種實(shí)現(xiàn)不平衡到平衡的轉(zhuǎn)換以及其阻抗變化作用,使得它在微波系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。在一些無線應(yīng)用尤其是WLAN和藍(lán)牙系統(tǒng)中,巴倫通常用來連接帶通濾波器(Bandpass Filter, BPF)和低噪放(Low Noise Amplifier,LNA)等平衡器件。因此,將帶通濾波器和巴倫集成,能夠減少電路在系統(tǒng)中占 體積,從而節(jié)約成本。
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