窄带有源可调带通滤波器的研究

摘要

下一代广播电视网无线系统要求设计基于UHF(Ultra-High Frequency)频段的动态频谱共享的无线宽带接入系统核心设备，这就需要射频前端能够动态地切换到每个信道，在每个信道内实现高频率选择性，从而提高接收机的灵敏度。在射频前端的设计中，低损耗的、窄带频率可调带通滤波器是必不可少的器件之一。本文基于下一代广播电视网无线系统为应用背景，设计了微带集总元件窄带有源可调带通滤波器和正六边形开环谐振器窄带有源可调带通滤波器。
　　 微带集总元件窄带有源可调带通滤波器的设计中。利用频率转换的方法，实现集总器件带通滤波器带宽的窄带化;同时将变容二极管与环形电感并联连接，实现滤波器中心频率的可调;并利用微带耦合器将负阻电路产生的负阻效应耦合到谐振器中，补偿窄带滤波器的插入损耗。最终实现微带集总元件窄带有源可调带通滤波器的中心频率在698MHz-802MHz之间连续可调，3dB带宽为12MHz-7.7MHz，其插入损耗均小于2dB。
　　 正六边形开环谐振器窄带有源可调带通滤波器的设计中。变容二极管调谐电路和负阻电路并联连接，通过耦合电容连接到谐振器的一端;同时，源和负载耦合的加入，为滤波器增加了两个传输零点。最终实现正六边形开环谐振器窄带有源可调带通滤波器的中心频率在661MHz-702MHz之间连续可调，3dB带宽为9.56MHz-11.3MHz，插入损耗为5.06dB-0.43dB。
　　 为了验证负阻电路同样能够补偿工作频段大于1GHz的窄带带通滤波器的插入损耗，本文还设计了正方形开环谐振器窄带有源可调带通滤波器，变容二极管调谐电路和负阻电路分别连接在正方形开环谐振器的两端。实现了中心频率在1.17GHz-1.56GHz之间连续可调，3dB带宽为17.6MHz-27MHz，在通带范围内，插入损耗为4.48dB-0.48dB，回波损耗大于10dB。
　　 上述三种窄带有源可调带通滤波器都使用变容二极管调谐电路实现滤波器中心频率的连续可调，同时将负阻电路产生的负阻效应补偿滤波器的插入损耗、增强滤波器频率选择性，有效地改善了滤波器频率响应特性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外滤波器调谐技术和负阻技术的研究现状

1．2．1 可调滤波器研究现状

1．2．2 负阻电路技术的研究现状

1．3 本文主要工作及内容安排

第二章 微带集总元件窄带有源可调带通滤波器的设计

2．1 集总器件窄带带通滤波器的设计方法

2．1．1 一般带通滤波器的原型结构

2．1．2 集总器件带通滤波器设计方法

2．1．3 集总器件带通滤波器的频率转换

2．2 负阻电路的设计与分析

2．2．1 负阻补偿损耗的方式

2．2．2 负阻电路分析

2．3 微带集总元件窄带有源可调带通滤波器的设计

2．3．1 微带线集总元件的分析

2．3．2 微带集总元件窄带带通滤波器的设计

2．3．3 微带集总元件窄带可调带通滤波器的设计

2．3．4 微带集总元件窄带有源可调带通滤波器的设计

2．4 本章小结

第三章 环形窄带有源可调带通滤波器的设计

3．1 方形开环谐振器带通滤波器的设计理论基础

3．1．1 方形开环谐振器

3．1．2 开路短截线和短路短截线

3．2 正六边形开环谐振器窄带有源可调带通滤波器的设计

3．2．1 正六边形开环谐振器窄带带通滤波器的设计

3．2．2 正六边形开环谐振器窄带可调带通滤波器的设计

3．2．3 正六边形开环谐振器窄带有源可调带通滤波器的设计

3．3 正方形开环谐振器窄带有源可调带通滤波器的设计

3．3．1 正方形开环谐振器窄带带通滤波器的设计

3．3．2 正方形开环谐振器窄带有源可调带通滤波器的设计

3．4 本章小结

第四章 总结与展望

4．1 全文总结

4．2 研究展望

参考文献

致谢

作者简介