新型带通滤波功分器的设计与研究
发布时间：2021-06-01 07:37
功能型融合性器件具有小型化、低成本化和高集成度等特点,近年越来越受到人们的关注,例如滤波功分器。端口之间优异的隔离度、优异的频率选择性、宽阻带抑制范围和较小的尺寸是设计滤波功分器所追求的目标。本论文针对具有带通响应的新型滤波功分器结构开展了研究,主要工作包括以下几个方面:1.提出了一款超宽阻带的带通滤波功分器和一款宽阻带的带通滤波功分器。这两款滤波功分器分别采用两种设计方案,即先功分后滤波和先滤波后功分的设计方案。前者的输出端口隔离特性较后者要优异,但是缺点在于尺寸稍大。最终,对两款具有宽阻带的滤波功分器进行了加工与实测,先滤波后功分设计方案下的带通滤波功分器的实测频率位于3.11GHz,带外优于20dB和优于12dB的谐波抑制能力可至4.8 f0处和20 f0处,实现3dB通带范围内优于20dB的隔离。先功分后滤波设计方案下的宽阻带带通滤波功分器的实测频率位于2.22GHz,带外优于20dB的谐波抑制能力可至6.3 f0处,实现宽带范围内优于17dB的隔离。2.提出了一款具有宽带隔离的带通滤波功分器。其关键是在电路中级...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单通带响应的单端滤波功分器
第一章绪论3功分器从响应类型可以分为单通带响应、双通带响应、多通带响应、宽带响应和超宽带响应。下面着重讲述单端滤波功分器的国内外研究动态。①单通带响应的单端滤波功分器2013年，C.Chen等人提出了一款具有单通带滤波频率响应的滤波功分器[4]，其结构版图如图1-3(a)所示。设计方法是将滤波和功分设计在一个电路中，将足够多的谐振器通过合适的拓扑结构来同时实现具有带通滤波响应的功分器，隔离电阻的加载来保证输出端口的隔离。相比于独立设计的滤波器和功分器，此种方法实现了一定程度上器件的小型化，但是此款滤波功分器由于通带两侧没有引入零点，所以频率选择性一般。（a）（b）（c）图1-3单通带响应的单端滤波功分器。(a)基于谐振器结构；(b)基于E型双模谐振器；(c)基于T型双模谐振器同年，K.Song等人用一款E型双模谐振器实现了单端通带响应的滤波功分器[5]。结构如图1-3(b)所示。为了获得带通滤波响应，应用了两个E型双模谐振器，磁耦合结构用于输入端口和中心负载谐振器之间，可以通过改变输入端口和中心负载谐振器之间的连接位置进行调谐，以获得良好的输入阻抗匹配，在通带的左侧引入了传输零点，提高了滤波功分器的选择性。2019年，G.Zhang等人介绍了一种具有高频率选择性和良好带内隔离性的滤波功分器[6]，如图1-3(c)所示，此文采用了一个谐振器实现了滤波和功分的双重功能。为了进一步提高其频率选择性，获得更宽的上阻带，在滤波功分器的输入和输出端加载了三个开路枝节。该文所提出的滤波功分器在性能上有所改进，设计布局也较为简单，与以往文献相比具有很大的优越性。文章[7-12]中也有各式各样的单通带响应的滤波功分器拓扑结构，都在为实现滤波功分器的低成本、小体积、高性能做着各式各样的探索。②双通
电子科技大学硕士学位论文4一款双通带滤波功分器[13]，采用多模谐振器代替传统的威尔金森功率分频器的四分之一波长传输线，实现了功率分配的同时实现频率选择。利用两个四模谐振器实现了双频带响应的滤波功分器，通过枝节调节灵活的控制两个功分器的工作频率，最终设计了中心频率分别位于2.45GHz和5.2GHz，端口隔离度分别优于17dB和22dB的双通带滤波功分器。其结构如图1-4(a)所示。（a）（b）（c）（d）图1-4双通带和多通带响应的单端滤波功分器。(a)基于枝节加载的四模谐振器；(b)基于双模阶跃抗谐振器；(c)基于四个双模谐振器；(d)基于开路枝节的信号补偿技术文章[14]中利用四分之一波长阶梯阻抗谐振器实现了双通带滤波功分器。每个通带都可通过双模阶梯阻抗谐振器分别控制，结构如图1-4(b)所示。对于双通带滤波功分器来说，高选择性也是需要衡量的指标之一。文章[15]中提出了一种新型的小型微带双模双通带滤波分频器，通过四个双模谐振器的不同耦合方式，在两个通带外引入了传输零点，提高了双通带滤波功分器的选择性。随着现代通信系统信息量膨胀，除需双通带响应的滤波功分器外，多通带响应的滤波功分器需求也日渐增多。2018年，C.Liou等人利用补偿技术设计了一款具有三通带的滤波功分器[16]，实现了中心频率分别位于2.165GHz、3.575GHz和5.215GHz的三通带滤波功分器，三个通带的带内回波损耗都优于10dB，三个通带的隔离都优于10dB。文章[17-24]也是基于各种各样的多模谐振器实现了双通带的滤波功分器。③宽带和超宽带响应的单端滤波功分器
本文编号：3209960
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单通带响应的单端滤波功分器
第一章绪论3功分器从响应类型可以分为单通带响应、双通带响应、多通带响应、宽带响应和超宽带响应。下面着重讲述单端滤波功分器的国内外研究动态。①单通带响应的单端滤波功分器2013年，C.Chen等人提出了一款具有单通带滤波频率响应的滤波功分器[4]，其结构版图如图1-3(a)所示。设计方法是将滤波和功分设计在一个电路中，将足够多的谐振器通过合适的拓扑结构来同时实现具有带通滤波响应的功分器，隔离电阻的加载来保证输出端口的隔离。相比于独立设计的滤波器和功分器，此种方法实现了一定程度上器件的小型化，但是此款滤波功分器由于通带两侧没有引入零点，所以频率选择性一般。（a）（b）（c）图1-3单通带响应的单端滤波功分器。(a)基于谐振器结构；(b)基于E型双模谐振器；(c)基于T型双模谐振器同年，K.Song等人用一款E型双模谐振器实现了单端通带响应的滤波功分器[5]。结构如图1-3(b)所示。为了获得带通滤波响应，应用了两个E型双模谐振器，磁耦合结构用于输入端口和中心负载谐振器之间，可以通过改变输入端口和中心负载谐振器之间的连接位置进行调谐，以获得良好的输入阻抗匹配，在通带的左侧引入了传输零点，提高了滤波功分器的选择性。2019年，G.Zhang等人介绍了一种具有高频率选择性和良好带内隔离性的滤波功分器[6]，如图1-3(c)所示，此文采用了一个谐振器实现了滤波和功分的双重功能。为了进一步提高其频率选择性，获得更宽的上阻带，在滤波功分器的输入和输出端加载了三个开路枝节。该文所提出的滤波功分器在性能上有所改进，设计布局也较为简单，与以往文献相比具有很大的优越性。文章[7-12]中也有各式各样的单通带响应的滤波功分器拓扑结构，都在为实现滤波功分器的低成本、小体积、高性能做着各式各样的探索。②双通
电子科技大学硕士学位论文4一款双通带滤波功分器[13]，采用多模谐振器代替传统的威尔金森功率分频器的四分之一波长传输线，实现了功率分配的同时实现频率选择。利用两个四模谐振器实现了双频带响应的滤波功分器，通过枝节调节灵活的控制两个功分器的工作频率，最终设计了中心频率分别位于2.45GHz和5.2GHz，端口隔离度分别优于17dB和22dB的双通带滤波功分器。其结构如图1-4(a)所示。（a）（b）（c）（d）图1-4双通带和多通带响应的单端滤波功分器。(a)基于枝节加载的四模谐振器；(b)基于双模阶跃抗谐振器；(c)基于四个双模谐振器；(d)基于开路枝节的信号补偿技术文章[14]中利用四分之一波长阶梯阻抗谐振器实现了双通带滤波功分器。每个通带都可通过双模阶梯阻抗谐振器分别控制，结构如图1-4(b)所示。对于双通带滤波功分器来说，高选择性也是需要衡量的指标之一。文章[15]中提出了一种新型的小型微带双模双通带滤波分频器，通过四个双模谐振器的不同耦合方式，在两个通带外引入了传输零点，提高了双通带滤波功分器的选择性。随着现代通信系统信息量膨胀，除需双通带响应的滤波功分器外，多通带响应的滤波功分器需求也日渐增多。2018年，C.Liou等人利用补偿技术设计了一款具有三通带的滤波功分器[16]，实现了中心频率分别位于2.165GHz、3.575GHz和5.215GHz的三通带滤波功分器，三个通带的带内回波损耗都优于10dB，三个通带的隔离都优于10dB。文章[17-24]也是基于各种各样的多模谐振器实现了双通带的滤波功分器。③宽带和超宽带响应的单端滤波功分器
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