【摘 要】
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在现代通信系统飞速发展的背景下,频谱资源越来越紧张,尺寸小、插损低、易集成、频带宽的微波器件成了研究者们所追求的热点。滤波器、功率分配器、巴伦等器件作为射频系统中极为重要的器件,他们指标的好坏直接影响射频系统的性能。随着系统对器件小型化、集成度的要求日益提高,将功分器/巴伦的功能集成到滤波器上进行一体化设计,可以在降低系统插损的同时减小电路尺寸,因此有着非常重要的应用前景和意义。本文将重点对这三种
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在现代通信系统飞速发展的背景下,频谱资源越来越紧张,尺寸小、插损低、易集成、频带宽的微波器件成了研究者们所追求的热点。滤波器、功率分配器、巴伦等器件作为射频系统中极为重要的器件,他们指标的好坏直接影响射频系统的性能。随着系统对器件小型化、集成度的要求日益提高,将功分器/巴伦的功能集成到滤波器上进行一体化设计,可以在降低系统插损的同时减小电路尺寸,因此有着非常重要的应用前景和意义。本文将重点对这三种微波无源器件展开研究。本文工作内容安排如下:1.设计了一款基于多模U型槽线谐振器的超宽带滤波器。通过在合适的位置激励U型槽线谐振器使其在通带内有三个模式工作,再加上微带槽线垂直耦合结构固有的2个传输极点,总共在通带内形成5个传输极点。通过等效电路分析,将滤波器电路模型的特征函数与切比雪夫特征函数比对,实现带内等波纹响应。在此基础上在输入输出端口间加载E型谐振器,形成另一路信号耦合路径,在通带内产生了两个传输零点,并且可分别由E型谐振器的奇模偶模谐振频率独立控制,实现了双陷波特性。设计并加工了一款双陷波超宽带滤波器,陷波频点分别位于5.18GHz和8.0GHz,实测与仿真的结果吻合良好,验证了设计思路的正确性。2.设计了一款工作于超宽带（Ultra-wideband,UWB）频段的功分滤波器。提出了基于开槽微带线结的超宽带功分滤波器结构,根据等效电路和奇偶模分析,设计了具有准切比雪夫响应的功分滤波器。实测结果与仿真曲线相吻合。在设计的功分滤波器的基础上,利用在输出端口对称引入四分之一波长阶梯阻抗谐振器,设计了两款具有单陷波特性的功分滤波器,分别陷波频点在5.8GHz和8.0GHz。最后,利用加载缺陷地结构来改善功分滤波器的上阻带抑制性能,仿真性能良好,在UWB频段具有宽阻带抑制的优势。3.设计了一款具有输出端口隔离特性的超宽带巴伦滤波器。利用槽线的电场分布特性,进行了不平衡-平衡信号转换功能设计。信号从输入端进入开槽微带线后通过金属通孔耦合到地板上的槽线中能量一分为二,以非对称的形式设置微带槽线垂直耦合结构将信号耦合到输出端口,从而实现差分信号的输出。而且,通过在开槽微带线的下方槽线两侧跨接电阻实现了超宽带的输出端口隔离。设计并加工了一款带宽为2.9-10.9GHz的准切比雪夫响应巴伦滤波器。
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