模擬寬帶幅相均衡器的研究.pdf

1、射頻通信系統(tǒng)中，源于射頻器件自身存在的頻率選擇性以及多級(jí)元器件級(jí)聯(lián)等造成系統(tǒng)不理想的幅相特性，主要表現(xiàn)為幅頻特性的不平坦和群時(shí)延波動(dòng)，使得傳輸信號(hào)發(fā)生畸變，影響系統(tǒng)的通信質(zhì)量和傳輸速度。在發(fā)射機(jī)前端添加模擬寬帶幅度均衡器或相位均衡器，是一種最直接且行之有效的改善方法[1]，由于體積、功耗、復(fù)雜度等的考慮，適合高速率通信的模擬無(wú)源均衡器引起研究者們的關(guān)注。模擬無(wú)源均衡器的均衡量從幾dB發(fā)展到十幾dB，均衡帶寬也從MHz發(fā)展到GHz[2]，

2、但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、低功耗、小尺寸、超寬帶以及適用于高頻段的均衡器仍有待進(jìn)一步的探討和研究。
　　本論文主要研究對(duì)象為模擬無(wú)源寬帶幅度均衡器和相位均衡器。以傳統(tǒng)集總元件均衡器為基礎(chǔ)，采用電阻加載微帶諧振枝節(jié)和懸置帶線等效替換集總元件兩種設(shè)計(jì)思路來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小尺寸、超寬帶的幅度均衡器；相位均衡器方面，從X型全通網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，分析其相頻特性和群時(shí)延關(guān)系，推導(dǎo)出幾種實(shí)用的 T型均衡網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)寬帶相位均衡器。根據(jù)不同的均衡頻段與均衡目

3、標(biāo)，分別使用了集總參數(shù)結(jié)構(gòu)、微帶結(jié)構(gòu)和懸置帶線結(jié)構(gòu)三種設(shè)計(jì)方法，最終設(shè)計(jì)了五款不同類(lèi)型的幅度均衡器和三款不同類(lèi)型的相位均衡器，其主要內(nèi)容如下：
　　1）介紹了均衡器的研究背景和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀等，論述了均衡器在通信系統(tǒng)中的重要性和必要性。
　　2）研究了射頻器件的幅相特性及其對(duì)系統(tǒng)性能的影響；介紹了均衡器的網(wǎng)絡(luò)分析方法；同時(shí)，簡(jiǎn)要概述了集總參數(shù)網(wǎng)絡(luò)、微帶傳輸線理論和懸置帶線理論，分析了微帶線諧振枝節(jié)的基本特性和等效電路，研究了

4、懸置帶線等效電容、電感的原理和方法。
　　3）模擬寬帶幅相均衡器的設(shè)計(jì)。首先，從RC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和LC諧振枝節(jié)出發(fā)，引出多種常用集總參數(shù)均衡器；以微帶傳輸線和懸置帶線等效集總參數(shù)電路為基礎(chǔ)，分別用微帶枝節(jié)替換LC諧振枝和懸置帶線等效集總元件，推導(dǎo)出微帶結(jié)構(gòu)均衡器和懸置帶線均衡器；其次，根據(jù)均衡器網(wǎng)絡(luò)分析方法，求解各均衡結(jié)構(gòu)的傳輸函數(shù)，研究均衡器工作帶寬、均衡量、時(shí)延波動(dòng)等的影響因子；然后，用ADS和HFSS搭建均衡器仿真電路以及三維電