高性能小型化滤波功率分配电路设计与实现

摘要

现代无线通信系统中，功率分配电路广泛运用于天线阵列的馈电网络、功率放大器、混频器等。对高性能滤波功率分配电路的小型化与集成化研究日趋活跃。本文以高性能小型化滤波功率分配电路为研究课题，重点研究了带外干扰抑制的实现技术、带内隔离问题以及微带电路端口特性计算等。主要研究内容分为四部分。 第一部分介绍了滤波型功率分配电路的基本理论。首先描述了传输线的基本概念与滤波器的设计方法。其次，介绍了基于奇模偶模理论的结构对称型功率分配电路基本理论。最后，介绍了慢波结构理论。慢波结构可拓宽阻带。分析了T型开路枝线/缺陷地交指耦合结构，该结构具有较强的慢波效应。 第二部分提出了基于槽线、短路线负载与缺陷地结构的单通带宽阻带功率分配电路。为了实现功率分配、滤波和宽阻带性能，提出了新型缺陷地拓扑结构。其次，基于新型缺陷地拓扑结构，为引入传输零点，介绍了槽线与短路线的设计方法与实例。最后，基于上述理论设计了一款小型化单通带宽阻带功率分配电路，实测与仿真结果吻合良好。 第三部分提出了基于开路枝节负载耦合线与缺陷地结构的功率分配电路。首先，为了实现滤波与宽阻带功能，介绍了缺陷地结构滤波器。然后，为了提高通带的选择性，提出了开路枝节负载耦合线功率分配结构。进行了理论计算与模型仿真，计算与仿真结果吻合良好。最后，设计了一款全新架构的，基于开路枝节负载耦合线与缺陷地结构的小型化功率分配电路，实测与仿真结果吻合良好。 第四部分提出了高隔离宽带功率分配电路。通过隔离网络的创新，设计了一款新型高隔离宽带功分器。此外，阶跃阻抗支节用来提高通带选择性并控制带宽。详细介绍了理论计算与模型仿真，计算与仿真结果吻合良好。介绍并分析了测试结果。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 高性能小型化滤波型功率分配电路的国内外研究历史与现状

1.3 本文的主要贡献与创新

1.4 本论文的结构安排

第二章 滤波型功率分配电路的计算与仿真理论

2.1 滤波型功率分配电路的计算理论

2.1.1 传输线理论

2.1.2 滤波器理论

2.1.3 结构对称型功率分配电路奇偶模理论

2.1.4 缺陷地慢波结构理论

2.2 滤波型功率分配电路仿真理论

2.3 本章小结

第三章 基于复合结构采用混合法的滤波宽阻带功率分配电路

3.1缺陷地单元耦合结构功分器设计

3.2槽线、短路线负载设计

3.2.1提高通带选择性的槽线设计

3.2.2 短路负载线设计

3.2.3 提高带外抑制与隔离的槽线设计

3.3基于复合结构采用混合法的滤波宽阻带功率分配电路设计与实现

3.4 本章小结

第四章 基于复合结构采用级联法的滤波宽阻带功率分配电路

4.1 缺陷地结构滤波器设计

4.2 开路枝节负载耦合线功分器设计

4.2.1 开路枝节负载耦合线功分器理论计算

4.2.2 开路枝节负载耦合线功分器模型仿真

4.3基于复合结构采用混合法的滤波宽阻带功率分配电路设计与实现

4.4 本章小结

第五章 基于平面结构的高隔离宽带功率分配电路

5.1高隔离宽带功率分配电路设计

5.1.1高隔离宽带功率分配电路理论计算

5.1.2高隔离宽带功率分配电路模型仿真

5.2 基于平面结构的高隔离宽带功率分配电路实现

5.3 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果