论文部分内容阅读
在现代宽带通信系统中，滤波器技术的发展与通信技术的发展息息相关。作为射频/微波电路系统的重要组成单元，新型滤波器的研究与应用在现代射频/微波电路系统小型化、平面化、模块化和可靠性发展的迫切需求下越来越重要。随着无线通信技术的发展，射频电路与系统正在成为更复杂、更多的功能和信号转换的密集空间，因此，不同介质层电路的节点和互联处存在着较强的电磁互扰。而宽带平衡/差分电路与单端口输入的电路相比，由于具有较好的共模抑制功能和抗干扰特性，因而在现代通信系统中变得至关重要。针对平面宽带滤波器和平衡电路研究的热点和难点问题，本论文的创新点在于扩展完善平面宽带滤波器的设计理论，结合新型微波谐振器和传输线探索实现宽带平衡电路的设计方法。本论文的创新性工作主要以论文的发表和专利的申请来体现，主体内容可以概括如下: 1.信号干扰技术理论及其在超宽带滤波器和平衡电路中的应用:提出了基于信号干扰的平面滤波器和平衡差分电路的理论模型和设计公式，利用多种宽频的180°移相网络，设计了一系列高选择性的超宽带滤波器;基于双面平行带线结构，将信号干扰技术第一次扩展应用到超宽带差分滤波器结构的设计中，设计出两种超宽带共模抑制的差分滤波器结构;这些工作为平面宽带滤波器和平衡滤波电路的设计提供了新的理论设计方法和结构模型。这部分研究成果已在IEEE Microwave andWireless Components Letters, IET Microwaves, Antennas and Propagation, IETElectronics Letters, Microwave and Optical Technology Letters, InternationalJournal of Electronics等杂志上发表，其中以超宽带带通滤波器结构申请了一项发明专利。 2.基于信号干扰技术的高选择性宽阻带/通带滤波器:将信号干扰技术扩展应用于宽阻带/双阻带滤波器以及高选择性的带通滤波器结构的设计中，运用平行耦合线和开路分支线结构设计了三种高性能的带外具有六个传输极点的三阶、五阶和七阶宽阻带带阻滤波器;另外，针对WLAN通信系统频段的需求，设计出两种高性能的单层微带带阻滤波器结构，通过信号的叠加与相消，能实现两种双阻带滤波器结构带外都有传输极点;此外，通过不同谐振器的组合和滤波器传输函数的构建，设计出多种带外具有多个（四个，六个和十个）传输零点的宽带滤波器结构，实现了运用信号干扰技术在改善宽带滤波器带外选择特性的前提下，保证宽带滤波器通带内的响应特性不改变的目的。这部分研究成果已在IEEE Transactions on MicrowaveTheory and Techniques, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, IETMicrowaves, Antennas and Propagation, IET Electronics Letters, Microwave andOptical Technology Letters, International Journal of Electronics等杂志上发表。 3.基于新型谐振器的多种高性能宽带平衡差分电路:提出并分析了三种新型谐振器单元:半波长环形谐振器、1/4波长T型短路/开路谐振器和多级1/4波长T型谐振器。基于半波长环形谐振器，设计出两种高性能小型化的宽带差分滤波器结构单元，将环形双模谐振器结构的设计扩展应用到差分滤波器结构的设计之中。另外，基于T型短路/开路多模谐振器结构单元，首次设计出两种宽带多模差分滤波器结构;此外，将T型谐振器结构进一步扩展，设计出性能更加优越的平面宽带差分滤波器和balun滤波器结构;这部分工作进一步扩展了新型谐振器结构在宽带平衡差分滤波器的应用。这部分研究成果已在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，IEEE Microwave and Wireless Components Letters, IET Microwaves, Antennas andPropagation, IET Electronics Letters, Microwave and Optical Technology Letters等杂志上发表。 4.新型宽带平衡电路及功率分配/合成网络:基于半模基片集成波导(HMSIW)新型平面波导电路和以往的工作基础，应用所提出的多层宽带balun功分器结构单元，结合半模基片集成波导(HMSIW)到槽线的宽边耦合结构，分析设计了小型宽带的平面魔T结构。在宽带平衡差分滤波电路设计的基础上，根据平衡六端口网络的混合S参数公式，应用宽边耦合的开路/短路分支线，首次设计并实现了两种宽带的同相/反相平衡功率分配/合成网络，这部分工作为平衡馈电网络的设计提供了新的结构模型与技术方案。这部分研究成果已在IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, IET ElectronicsLetters等杂志上发表，其中以宽带平面魔T结构申请了一项发明专利。