超宽带高隔离度双工器研究

摘要

随着市场对于通信传输速率的需求不断增长，提高频谱利用率成为了学者们研究的焦点。双工器作为频分双工技术中不可或缺的器件，对于频率分割起重要作用。设计和研发具有高性能、紧凑尺寸并且成本低的双工器成为了射频微波发射和接收系统里的热点需求。为了让双工器结构更加紧凑，学者们提出了如基于慢波开环谐振器结构的双工器、折叠耦合线结构的双工器、带有阶跃阻抗谐振器的双工器等。双工器性能的优劣程度直接决定了整个通信系统的性能。具有更高带宽以及更高隔离度的双工器能够让频谱利用率更高，某种程度上将会提升用户的体验。
　　本论文主要对能够提升频谱利用率的双工器以及双工技术进行了研究。首先研究了具体应用于通信系统中的超宽带、高隔离度的集总参数双工器。在5 MHz到1 GHz的工作带宽内，以85 MHz和105 MHz作为频率分割点，实现了两个通带内插损均优于1 dB，通带之间的隔离度优于40 dB的性能。同时本文还研究了工作在L-S波段的微带双工器，优化后的双工器在整个工作频段1-3 GHz内，双工器的带外抑制度达到了30 dB。隔离度最差的点出现在两个传输通带之间，数值为27.4 dB，整体上实现了高隔离的性能。
　　除了频分双工，本文还研究了同频同时传输的全双工技术。通过移相芯片和衰减芯片组成的单路自干扰抵消电路验证了射频抵消性能，并在此基础上制作了多路全双工射频抵消电路。

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第一章 绪论

1.1 双工器研究的背景和意义

1.2 国内外发展动态

1.3 本文的主要工作及章节安排

第二章 双工器的理论分析

2.1 双工器综合分析方法与简化

2.2 阶跃阻抗谐振结构的特性

2.3 外部品质因数

2.4 谐振结构的设计

2.5 本章小结

第三章 集总参数双工器

3.1 双工器应用在有线电视系统

3.2 集总参数双工器的设计

3.3 集总参数双工器的实际加工与调试

3.4 电感对性能的影响

3.5 本章小结

第四章 微带双工器设计

4.1 双工器中的耦合模型

4.2 双工器的理论分析

4.3 微带双工器的设计与测试

4.4 本章小结

第五章 全双工系统分析与实现

5.1 全双工的基本原理

5.2 全双工的整体框架

5.3 全双工的电路搭建

5.4 本章小结

第六章 论文总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果