無線通信系統(tǒng)中的高性能小型化無源元件研究.pdf

1、本文針對無線通信系統(tǒng)中的高性能小型化無源元件進(jìn)行了研究,提出了多種無源元件高性能、小型化設(shè)計方案,并基于這些方案設(shè)計了多種新型無源元件。本文的研究成果在無線通信系統(tǒng)電路設(shè)計中具有重要的應(yīng)用價值。 第一章，對無線通信系統(tǒng)中的高性能小型化無源元件的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧。目前,高性能、小型化無源元件研究主要從新型封裝技術(shù)、小型化諧振器技術(shù)、慢波加載技術(shù)三個方面考慮,這三個方面的研究工作仍然處于起步階段,還有許多問題待解決。 第二

2、章，介紹了和本文研究內(nèi)容相關(guān)的無源元件的微波網(wǎng)絡(luò)理論。介紹了與第三章濾波器相對應(yīng)的二端口網(wǎng)絡(luò)基本理論；與第四章耦合器相對應(yīng)的四端口網(wǎng)絡(luò)基本理論；與第五章濾波天線相對應(yīng)的單端口網(wǎng)絡(luò)基本理論。 第三章，運用傳輸線理論進(jìn)一步分析了階梯阻抗諧振器的諧振特性。利用該諧振器的小型化特點,設(shè)計出了小型化低通濾波器、帶通濾波器。利用階梯阻抗諧振器的通帶可調(diào)特性,設(shè)計出了可應(yīng)用于無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)的雙通帶濾波器,給出了設(shè)計的理論,該濾波器具有小型

3、化、高性能、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。 第四章，運用奇偶模法分析了耦合器的工作原理。對無源元件的傳統(tǒng)設(shè)計形式進(jìn)行了介紹,指出了傳統(tǒng)設(shè)計方法在小型化設(shè)計方面所存在的局限性。基于耦合器小型化的研究現(xiàn)狀,提出了一種新型的漸變階梯阻抗慢波加載結(jié)構(gòu),并且結(jié)合傳輸線理論、微波網(wǎng)絡(luò)理論、等效電路理論對該新型加載結(jié)構(gòu)進(jìn)行了準(zhǔn)確的建模分析。利用所提出的慢波加載結(jié)構(gòu)設(shè)計出了高性能、小型化的環(huán)形鼠籠式耦合器、分支線耦合器、以及雙模濾波器。當(dāng)中心工作頻率在1.4

4、4GHz時,本文所設(shè)計的鼠籠式環(huán)形耦合器的面積只有傳統(tǒng)設(shè)計形式下的8％,在平面印刷電路工藝下是目前國際上小型化效果最好的。當(dāng)中心工作頻率在2.0GHz時,本文所設(shè)計的分支線耦合器的面積只有傳統(tǒng)設(shè)計形式下的28％,還具有很好的二次諧波抑制特性。所設(shè)計的雙模濾波器與目前國際上小型化程度最好的雙模濾波器相比較,能夠在相同尺寸的情況下做到更好的工作性能。 第五章，通過在天線的設(shè)計中利用微帶諧振器,給出了二次以及三次諧波抑制濾波天線的設(shè)計