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元器件級聯(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延波動，使得傳輸信號發(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、復雜度等的考慮，適合高速率通信的模擬無源均衡器引起研究者們的關(guān)注。模擬無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一步的探討和研究。
　　本論文主要研究對象為模擬無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，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計思路來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、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)絡出發(fā)，分析其相頻特性和群時延關(guān)系，推導出幾種實用的 T型均衡網(wǎng)絡，實現(xiàn)寬帶相位均衡器。根據(jù)不同的均衡頻段與均衡目

3、標，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)三種設計方法，最終設計了五款不同類型的幅度均衡器和三款不同類型的相位均衡器，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系統(tǒng)性能的影響；介紹了均衡器的網(wǎng)絡分析方法；同時，簡要概述了集總參數(shù)網(wǎng)絡、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計。首先，從RC并聯(lián)網(wǎng)絡和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，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、時延波動等的影響因子；然后，用ADS和HFSS搭建均衡器仿真電路以及三維電