负群时延微波电路的自匹配方法与应用研究
发布时间：2021-09-02 05:57
群时延作为描述系统相频特性线性度的重要技术指标,在当今高性能宽带无线通信系统中受到了广泛关注,群时延失真将会引起码间串扰,进而造成误码率上升以及信噪比恶化等一系列问题。传统群时延均衡技术会导致系统整体时延的增加,而负群时延（Negative Group Delay,NGD）电路作为群时延补偿的一种新方法,在满足当今5G低时延要求以及在实现高性能宽带无线通信系统时体现出了较强的竞争力,并且在微波器件性能提升、信号完整性分析及天线阵应用等诸多领域展现出了巨大的应用潜力,因此负群时延微波电路具有重要的研究意义和应用价值。但传统NGD微波电路以单端反射型RLC谐振器或串联的双端RLC并联谐振器为基础,需要额外附加输入输出端口阻抗匹配电路以适合于微波频段的应用。为解决该问题,论文针对负群时延微波电路的自匹配方法开展研究,并研究设计具有自匹配特性的双频、可调NGD微波电路及基于NGD微波电路的线性相位带通滤波器。所取得的主要创新成果如下:（1）提出了一种基于改进RLC谐振器的小型化自匹配NGD微波电路。该电路在串联的RLC并联谐振器之上,通过加载由串联的电阻和电感构成的并联分支,实现了输入输出端口...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１群时延均衡器补偿的群时延曲线??Ｆｉｇ．?１．１?Ｇｒｏｕｐ?ｄｅｌａｙ?ｃｕｒｖｅ?ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ?ｂｙ?ｇｒｏｕｐ?ｄｅｌａｙ?ｅｑｕａｌｉｚｅｒ［１１］??
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了串馈天线阵??由于馈线产生相位差而造成波束不必要倾斜的问题。学者Ｈ．?Ｍｉｒｚａｅｉ利用ＮＧＤ电路实??现了非福斯特（Ｎｏｎ－Ｆｏｓｔｅｒ）器件［４４’４５］（—种具有负电容或负电感特性的器件），并将其??应用到天线阵中［４６’４７］。传统非福斯特器件通常采用有源电路的方法来实现，这种方法存??在稳定性和附加噪声的问题，而使用ＮＧＤ电路实现非福斯特器件则可以避免这些问题。??此外，法国学者Ｂ．Ｒａｖｅｌｏ还利用ＮＧＤ抵消正群时延，以获得零群时延，在一定频率范??围内得到常数相位，如图１．５所示，实现了宽带巴伦［４８］和宽带移相器［４９，别的设计。??：?ｐｈａｓｅ?（ＮＧＯ），??１＼??！＼??ｍ?＿?ｐｈａｓｅ?（ＰＧＤ＋ＮＧＤ），如??ｐｈａｓｅ?（ＰＧＤ），??Ｉ￣ｉ—ｉ￣ｉ?ｉ—■ｉ￣ｉ—ｉ￣｜＊—Ｉ￣ｉ￣ｉ￣ｉ￣｜—ｎ￣ｉ￣ｉ—＊ｊ￣ｉ＊—ｉ￣ｉ￣ｉ?ｉ￣ｉ￣ｉ￣ｉ??ＣＤ?－????０?－??＂Ｄ??９－???ｄｅｌａｙ?（ＰＱＤ）?Ｔｐ??ｑ?＇?二?ｄｅｌａｙ?（ＰＧＤ＋ＮＧＤ）．?ＸＴ￣??ｂ〇：?＇?ｄｅｌａｙ?（ＮＧＤｌ．?ｒＴ????ｊ?；?？??￣?ｉ?ｉ?ｙ?ｉ?ｊ?ｔｉｉ?ｉｒ?｜?ｉ?ｉ?ｒｔ?｜ｉ?ｉｉ?ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｊ?ｔ?ｉ?ｉ?ｉ??Ａ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?＾??图１．５采用负群时延补偿的相位与群时延曲线??Ｆｉｇ．?１．５?Ｔｈｅ?ｐｈａｓｅ?ａｎｄ?ｇｒｏｕｐ?ｄｅｌａｙ?ｃｕｒｖｅ?ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ?ｂｙ?ＮＧＤ［４９］??．?：｜?＼??综上所述，ＮＧＤ电路作为群时延补偿的一种新方法，在满足当今５Ｇ低时延要求以??及
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于耦合线和环形微带线的负群时延电路[J]. 王康挺,李宁东,万发雨,王健. 微波学报. 2019(05)
[2]一种新型的可配置传输型微带负群时延电路[J]. 刘刚,徐金平. 东南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]中心频率和负群时延可调带阻滤波器的设计[J]. 王焱飞,游彬. 杭州电子科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]负群时延电路研究综述:特征、现状与展望[J]. 陈文兵. 电讯技术. 2017(03)
[5]5G若干关键技术评述[J]. 张平,陶运铮,张治. 通信学报. 2016(07)
[6]群时延波动对卫星宽带直扩跳频通信性能影响分析[J]. 田宇,万晓光,金晔,高磊. 上海航天. 2015(05)
[7]群时延失真对天线组阵合成信噪比的影响分析[J]. 焦义文,王元钦,马宏,史学书,廉昕. 信号处理. 2015(02)
[8]一种Ku波段群时延均衡器的设计[J]. 杨林川,李茂辉,张德伟,汪永飞,周东方. 信息工程大学学报. 2014(05)
[9]用于模拟信号处理的啁啾延迟线研究进展[J]. 周洪澄,王秉中,丁帅. 电子科技大学学报. 2013(06)
[10]负波速研究进展[J]. 黄志洵. 前沿科学. 2012(04)
博士论文
[1]微波毫米波高性能接收前端关键技术研究与应用[D]. 刘刚.东南大学 2017
[2]终端射频芯片关键技术暨负群延时电路研究[D]. 张铁笛.电子科技大学 2017
[3]非对称共面波导与微带天线的综合及应用[D]. 王钟葆.大连海事大学 2012
硕士论文
[1]负群时延滤波器的设计与研究[D]. 王焱飞.杭州电子科技大学 2017
[2]负群时延微波电路的研究与设计[D]. 邓良.南京理工大学 2015
[3]线性相位滤波器的研究[D]. 方思慧.南京理工大学 2015
[4]卫星信道群时延特性的均衡技术研究[D]. 王雷.燕山大学 2012
[5]射频线性相位滤波器的优化设计[D]. 李鹏.大连海事大学 2006
本文编号：3378450
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１群时延均衡器补偿的群时延曲线??Ｆｉｇ．?１．１?Ｇｒｏｕｐ?ｄｅｌａｙ?ｃｕｒｖｅ?ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ?ｂｙ?ｇｒｏｕｐ?ｄｅｌａｙ?ｅｑｕａｌｉｚｅｒ［１１］??
问题，有效地提高了放大器的带宽［３３］。??Ｍａ＆１?Ｄｅｌａｙ?Ｌｉｎｅ?４０％?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ??Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ?Ｖ??〇，?ｗ???＾?＜ｉ｛＾?＾?Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ?ｋ??Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ?ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ?ｌｏｏｐ！??ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ?ｌｏｏｐ??Ｄｅｌａｙ?Ｌｉｎｅ?ｆｔ?［！｜ｌｉｌ?［？｜｜ｔ］??￣?Ｉ?＿?ＷＱｔｏｔｉｊ??ｎｅｇａｔｉｖｅ?ｇ＾－ｏｎｐ?Ｅｒｒｏｒ??ｄｅｌａｙ?ｃｉｒｃｕｉｔ?Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ??图１．３采用ＮＧＤ电路缩短前馈放大器延迟线［３ａ３１］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｅｄｕｃｅ?ｄｅｌａｙ?ｌｉｎｅ?ｏｆ?ａ?ｆｅｅｄ－ｆｏｒｗａｒｄ?ａｍｐｌｉｆｉｅｒ?ｕｓｉｎｇ?ＮＧＤ?ｃｉｒｃｕｉｔ?＾０．川??法国学者Ｂ．?Ｒａｖｅｌｏ针对ＮＧＤ电路在信号完整性领域的应用做了大量研究工作［３４４（）］。??首先针对射频电路中存在的哿生效应，将其等效为ＲＣ模型和ＲＬＣ模型，通过分析其群??时延特性，找出造成信号失真的原因，即低频段群时延的严重失真。然后通过采用ＮＧＤ??电路补偿的方法，减小传输系统低频段群时延的波动，如图１．４所示。经过ＮＧＤ电路??补偿，系统整体时延接近一个常数，如图１．４（ａ）所示。在未经ＮＧＤ补偿时，输出电压信??号厂ｃｍｔｉ严重失真，如图１．４（ｂ）中所不，经ＮＧＤ电路补偿后，输出电压信号Ｆ〇ｕｔ２与输入??信号相比具有较好的完整性。??？?０．８：＼???Ｔｒ，＿．?Ｖｉｎ——－Ｖ〇ｕｔｉ?—ｙ〇—??Ｉ＊?２?＼?ｔｎｇｄ?＝?—＂Ｉ??■Ｓ〇．４：＼?—、議丨?亙二ｚ、??＝：＾??｜?：７
了串馈天线阵??由于馈线产生相位差而造成波束不必要倾斜的问题。学者Ｈ．?Ｍｉｒｚａｅｉ利用ＮＧＤ电路实??现了非福斯特（Ｎｏｎ－Ｆｏｓｔｅｒ）器件［４４’４５］（—种具有负电容或负电感特性的器件），并将其??应用到天线阵中［４６’４７］。传统非福斯特器件通常采用有源电路的方法来实现，这种方法存??在稳定性和附加噪声的问题，而使用ＮＧＤ电路实现非福斯特器件则可以避免这些问题。??此外，法国学者Ｂ．Ｒａｖｅｌｏ还利用ＮＧＤ抵消正群时延，以获得零群时延，在一定频率范??围内得到常数相位，如图１．５所示，实现了宽带巴伦［４８］和宽带移相器［４９，别的设计。??：?ｐｈａｓｅ?（ＮＧＯ），??１＼??！＼??ｍ?＿?ｐｈａｓｅ?（ＰＧＤ＋ＮＧＤ），如??ｐｈａｓｅ?（ＰＧＤ），??Ｉ￣ｉ—ｉ￣ｉ?ｉ—■ｉ￣ｉ—ｉ￣｜＊—Ｉ￣ｉ￣ｉ￣ｉ￣｜—ｎ￣ｉ￣ｉ—＊ｊ￣ｉ＊—ｉ￣ｉ￣ｉ?ｉ￣ｉ￣ｉ￣ｉ??ＣＤ?－????０?－??＂Ｄ??９－???ｄｅｌａｙ?（ＰＱＤ）?Ｔｐ??ｑ?＇?二?ｄｅｌａｙ?（ＰＧＤ＋ＮＧＤ）．?ＸＴ￣??ｂ〇：?＇?ｄｅｌａｙ?（ＮＧＤｌ．?ｒＴ????ｊ?；?？??￣?ｉ?ｉ?ｙ?ｉ?ｊ?ｔｉｉ?ｉｒ?｜?ｉ?ｉ?ｒｔ?｜ｉ?ｉｉ?ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｊ?ｔ?ｉ?ｉ?ｉ??Ａ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?＾??图１．５采用负群时延补偿的相位与群时延曲线??Ｆｉｇ．?１．５?Ｔｈｅ?ｐｈａｓｅ?ａｎｄ?ｇｒｏｕｐ?ｄｅｌａｙ?ｃｕｒｖｅ?ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ?ｂｙ?ＮＧＤ［４９］??．?：｜?＼??综上所述，ＮＧＤ电路作为群时延补偿的一种新方法，在满足当今５Ｇ低时延要求以??及
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于耦合线和环形微带线的负群时延电路[J]. 王康挺,李宁东,万发雨,王健. 微波学报. 2019(05)
[2]一种新型的可配置传输型微带负群时延电路[J]. 刘刚,徐金平. 东南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]中心频率和负群时延可调带阻滤波器的设计[J]. 王焱飞,游彬. 杭州电子科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]负群时延电路研究综述:特征、现状与展望[J]. 陈文兵. 电讯技术. 2017(03)
[5]5G若干关键技术评述[J]. 张平,陶运铮,张治. 通信学报. 2016(07)
[6]群时延波动对卫星宽带直扩跳频通信性能影响分析[J]. 田宇,万晓光,金晔,高磊. 上海航天. 2015(05)
[7]群时延失真对天线组阵合成信噪比的影响分析[J]. 焦义文,王元钦,马宏,史学书,廉昕. 信号处理. 2015(02)
[8]一种Ku波段群时延均衡器的设计[J]. 杨林川,李茂辉,张德伟,汪永飞,周东方. 信息工程大学学报. 2014(05)
[9]用于模拟信号处理的啁啾延迟线研究进展[J]. 周洪澄,王秉中,丁帅. 电子科技大学学报. 2013(06)
[10]负波速研究进展[J]. 黄志洵. 前沿科学. 2012(04)
博士论文
[1]微波毫米波高性能接收前端关键技术研究与应用[D]. 刘刚.东南大学 2017
[2]终端射频芯片关键技术暨负群延时电路研究[D]. 张铁笛.电子科技大学 2017
[3]非对称共面波导与微带天线的综合及应用[D]. 王钟葆.大连海事大学 2012
硕士论文
[1]负群时延滤波器的设计与研究[D]. 王焱飞.杭州电子科技大学 2017
[2]负群时延微波电路的研究与设计[D]. 邓良.南京理工大学 2015
[3]线性相位滤波器的研究[D]. 方思慧.南京理工大学 2015
[4]卫星信道群时延特性的均衡技术研究[D]. 王雷.燕山大学 2012
[5]射频线性相位滤波器的优化设计[D]. 李鹏.大连海事大学 2006
本文编号：3378450
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