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行了研究,提出了多種無源元件高性能、小型化設計方案,并基于這些方案設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)電路設計中具有重要的應用價值。 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、小型化諧振器技術、慢波加載技術三個方面考慮,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容相關的無源元件的微波網(wǎng)絡理論。介紹了與第三章濾波器相對應的二端口網(wǎng)絡基本理論；與第四章耦合器相對應的四端口網(wǎng)絡基本理論；與第五章濾波天線相對應的單端口網(wǎng)絡基本理論。 第三章，運用傳輸線理論進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特性,設計出了可應用于無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)的雙通帶濾波器,給出了設計的理論,該濾波器具有小型

3、化、高性能、結構簡單的優(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)設計形式進行了介紹,指出了傳統(tǒng)設計方法在小型化設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構,并且結合傳輸線理論、微波網(wǎng)絡理論、等效電路理論對該新型加載結構進行了準確的建模分析。利用所提出的慢波加載結構設計出了高性能、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。當中心工作頻率在1.4

4、4GHz時,本文所設計的鼠籠式環(huán)形耦合器的面積只有傳統(tǒng)設計形式下的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。當中心工作頻率在2.0GHz時,本文所設計的分支線耦合器的面積只有傳統(tǒng)設計形式下的28％,還具有很好的二次諧波抑制特性。所設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計