高線性小型化寬調諧電調濾波器研究.pdf

1、現(xiàn)代通訊技術發(fā)展對高性能電調濾波器提出了迫切需求,而電調濾波器高抑制度、寬調諧是研究的重點,本論文主要對寬調諧電調濾波器電路理論及混合交叉耦合綜合理論進行了推導與研究,提出的混合交叉耦合電調濾波器電路模型,拓展了電調濾波器的調諧范圍,提高了濾波器抑制度。本文在寬調諧、高抑制度電調濾波器電路基礎上,進一步對影響線性度的因素進行了分析與研究,提出了改善電調濾波器線性度的抵消及功率回退技術。在寬調諧的基礎同時上實現(xiàn)了小型化、低插損、高帶外抑制

2、度?？梢院芎玫貪M足了現(xiàn)代通訊射頻前端發(fā)展提出的小型化、高線性度的需求。
　　首先,建立了電調濾波器寬帶調諧的電路模型,解決了寬帶調諧與高抑制度的矛盾。高抑制度及寬帶調諧電路模型及理論尚不成熟,本文以基本的廣義切比雪夫濾波器理論、耦合諧振器理論、混合交叉耦合等理論為基礎進行綜合分析研究。研究分析了多種耦合電路模式,在這些耦合電路模式基礎上得出了π-T變換型耦合電路,該耦合電路可以適應寬達三個倍頻程的超寬調諧范圍。通過引入阻抗變換電路

3、模型,提高了負載Q值,通過在串聯(lián)諧振電感中引入并聯(lián)諧振電容的電路結構,引入了傳輸零點并改善電調濾波器遠端抑制度。綜合以上理論及技術的研究得出了在保證插入及回波損耗的前提下實現(xiàn)超寬帶調諧電路模型。經(jīng)過實驗驗證,濾波器調諧范圍達到了三個倍頻程,相對帶寬達到了5％左右,并且保證插入損耗在5dB左右,證明了超寬帶調諧模型的正確性。
　　其次,針對電調濾波器高線性度的需求,論文研究了影響電調濾波器線性度的磁芯電感及變容二極管非線性產(chǎn)生機理。

4、論文提出了改善線性度的抵消及回退技術。本文提出的變容二極管抵消電路模型,提高了基于變容二極管電調濾波器的線性度,同時采用PIN管矩陣電容的功率回退技術實現(xiàn)了高線性的電調濾波器電路結構。文中分析了磁芯電感的非線性特征,并通過電路變換減小磁芯電感的數(shù)值,改善了電感電調濾波器線性度。通過采用寬帶調諧電路模型的驗證,實現(xiàn)了300％超寬帶調諧范圍,其三階交調達到30dBm以上,二階交調達到70dBm以上。
　　最后,通過軸向空間耦合技術及抽

5、頭電感合并減少了寬帶調諧電路模型的電感元件數(shù)量,使得采用LTCC三維技術實現(xiàn)小型化的電調濾波器成為可行的技術方式。同時利用三維空間混合耦合以及諧振零點的引入,在電調濾波器傳輸曲線上引入了5個傳輸零點,極大的提高了濾波器的抑制度,使得電調濾波器在寬調諧、小型化的基礎上實現(xiàn)高抑制度。驗證實現(xiàn)的電調濾波器體積達到mm3數(shù)量級,同時濾波器矩形度以及寬頻帶帶外抑制度也得到了極大的提高。為了拓展電調濾波器在通訊頻段的應用范圍,本文采用SIR折疊微帶