MEMS可重构带通滤波器设计

发布时间：2020-03-20 10:58

【摘要】：随着多功能紧凑设备需求的增多,可重构滤波器设计受到越来越多人的关注,但在设计可重构滤波器方面对尺寸和性能依旧存在严格的限制。高性能可重构滤波器是多频段通信系统的核心元件,在未来的通信系统中将会有更广阔的运用市场。首先,本文第三章从阶梯阻抗谐振器理论出发,对阶梯阻抗谐振器进行改进设计,将比较长的接地高阻抗线折叠,采用PIN二极管切换低阻抗线电长度实现离散化可重构滤波器。基于此设计的三款可重构滤波器的每个通带的带宽都大于150MHz,在距中心频率大于450MHz处的带外抑制大于40dB。这样设计可以使得PIN二极管可重构滤波器结构更加紧凑,还便于偏置电路部分的设计。其次,第四章中的可重构滤波器使用变容二极管作为调谐元件,结合相关谐振器理论,通过仿真与测试验证。其中,中心支节加载变容二极管调谐滤波器的连续调谐频率范围为1.85GHz~2.55GHz,通带内插入损耗在2.8dB和6.5dB之间变化,在距离中心频率500MHz处带外抑制大于35dB。还有混合耦合梳状线可调滤波调谐范围:0.98GHz~1.45GHz,每一个通带内的带宽大约为65MHz,插损范围为4.5dB~6.5d B。最后,第五章的MEMS可重构滤波器采用十字形阶梯阻抗谐振器作为基本单元。谐振器的接地高阻抗线进行折叠,在低阻抗端使用PIN二极管切换电长度实现离散化可重构,设计出一个带宽不小于180MHz的三通道S波段可重构MEMS滤波器和一个带宽不小于980MHz的三通道X波段可重构MEMS滤波器。最后用硅基MEMS工艺加工,这样设计的可重构滤波器有利于模拟信道与数字信道的切换。
【图文】：

1.2.2 可重构滤波器的研究进展当下，可重构滤波器研究的关键问题主要包括：怎样实现中心频率可重构、怎么实现宽可调范围、怎么实现恒定带宽可重构、怎么提高可重构滤波器的品质因数以及可重构滤波器的小型化、谐波抑制等。牛津大学的 Jiasheng Hong[14]等人提出了基于信号干扰技术的新型可重构滤波器，其拓扑结构由三条不同电长度的微带传输线并联组成，如图 1-4，该可重构低通滤波器有三个低通通道状态，带外抑制好，并且有比较优越的谐波抑制。此外，牛津大学的 Jiasheng Hong[15]等人提出了一种可调的准椭圆函数响应高通滤波器新型电路拓扑，用详细的理论分析其机理，引入互感耦合，产生一对可调谐传输零点，这样可显著提高滤波器的性能。使用液晶高聚物粘结多层印制板技术设计验证实验，发现该类可重构高通滤波器实现宽连续调谐，调谐范围涵盖 1030MHz 至 2150MHz，低插入损耗，带外抑制度大于 22dB，却受到肖特基二极管寄生效应的影响，如图 1-5。

1.2.2 可重构滤波器的研究进展当下，可重构滤波器研究的关键问题主要包括：怎样实现中心频率可重构、怎么实现宽可调范围、怎么实现恒定带宽可重构、怎么提高可重构滤波器的品质因数以及可重构滤波器的小型化、谐波抑制等。牛津大学的 Jiasheng Hong[14]等人提出了基于信号干扰技术的新型可重构滤波器，其拓扑结构由三条不同电长度的微带传输线并联组成，如图 1-4，该可重构低通滤波器有三个低通通道状态，带外抑制好，并且有比较优越的谐波抑制。此外，牛津大学的 Jiasheng Hong[15]等人提出了一种可调的准椭圆函数响应高通滤波器新型电路拓扑，用详细的理论分析其机理，引入互感耦合，产生一对可调谐传输零点，这样可显著提高滤波器的性能。使用液晶高聚物粘结多层印制板技术设计验证实验，，发现该类可重构高通滤波器实现宽连续调谐，调谐范围涵盖 1030MHz 至 2150MHz，低插入损耗，带外抑制度大于 22dB，却受到肖特基二极管寄生效应的影响，如图 1-5。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN713

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本文编号：2591687