基于混合傳輸線結(jié)構(gòu)的多層平面差分濾波器的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代微波通信系統(tǒng)高度小型化的發(fā)展趨勢，一方面，微波平面電路向多層結(jié)構(gòu)、多種傳輸線結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展，兩層間垂直過渡結(jié)構(gòu)設(shè)計是多層電路設(shè)計中關(guān)鍵問題;另一方面，高密度的物理布局導致器件間存在嚴重的電磁干擾，具有抑制共模噪聲功能的差分濾波器逐漸受到廣泛關(guān)注。本論文針對多層平面微波通信系統(tǒng)，對基于混合傳輸線結(jié)構(gòu)的層間過渡結(jié)構(gòu)和具有固有共模抑制特性的差分濾波器進行了深入系統(tǒng)的研究，具體的研究內(nèi)容包括:
　　1.提出了激勵槽線多模諧振特性的

2、方法，并用于設(shè)計微帶線-槽線-微帶線寬帶垂直過渡結(jié)構(gòu);提出了使用多模寬帶理論和基于等效電路模型的綜合設(shè)計方法設(shè)計該種垂直過渡結(jié)構(gòu)。設(shè)計并加工了基于單個/兩個多模槽線諧振器的寬帶垂直過渡結(jié)構(gòu)，仿真和試驗結(jié)果表明所設(shè)計的多模過渡結(jié)構(gòu)有很寬的工作帶寬和良好的帶內(nèi)平坦度，也驗證了所提出的設(shè)計理論的正確性和設(shè)計方法的有效性。
　　2.提出了兩個由差分饋電結(jié)構(gòu)激勵多模槽線諧振器構(gòu)成的差分寬帶濾波器及其基于等效電路模型的綜合設(shè)計方法。該種濾波器

3、在共模時憑借饋電結(jié)構(gòu)中存在的電場不匹配現(xiàn)象呈現(xiàn)抑制特性，而在差模時可使用有偏移位移的激勵方法激勵槽線的多個諧振模式以實現(xiàn)寬帶帶通特性。設(shè)計并加工了這兩個差分濾波器，驗證了所提出的寬帶多模理論的正確性和基于等效電路模型的設(shè)計方法的有效性。分析表明所提出的差分濾波器可實現(xiàn)的差模相對帶寬范圍約為100％-140％。
　　3.提出了一種微帶枝節(jié)加載槽線諧振器和使用該種諧振器實現(xiàn)差分寬帶濾波器的設(shè)計方法。該混合傳輸線結(jié)構(gòu)的諧振器本身具有共模

4、抑制特性，無需特別使用差分饋電結(jié)構(gòu);使用一般的平行耦合饋電結(jié)構(gòu)后，諧振器在差模下呈現(xiàn)出適用于寬帶帶通響應的諧振頻率分布特性。仿真和試驗結(jié)果表明所提出的差分濾波器具有寬通帶、低插損、良好的帶內(nèi)平坦度、簡單的設(shè)計方法等優(yōu)點。可實現(xiàn)的差模相對帶寬范圍約為67％-94％。
　　4.為了實現(xiàn)差分雙模雙通帶濾波器，提出了根據(jù)單端諧振器原型獲得混合多模諧振器的普適性方法，所設(shè)計的諧振器本身具有共模抑制特性。采用該方法具體設(shè)計了一個可以分別實現(xiàn)差

5、模寬帶、雙模雙通帶響應的諧振器與相應的差分濾波器。仿真和測試結(jié)果驗證了該方法的可行性和有效性。
　　5.針對多模諧振器結(jié)構(gòu)的差分濾波器在差模相對帶寬＜70％的應用上的不足，提出了兩種基于耦合諧振器結(jié)構(gòu)的具有固有共模抑制特性的差分濾波器:(1)基于半波長槽線諧振器、串聯(lián)感性耦合結(jié)構(gòu)、使用差分饋電結(jié)構(gòu)的三階差分濾波器。仿真和測試結(jié)果證明了該濾波器帶內(nèi)插損低、一次諧波被抑制;(2)使用適用于雙寬帶響應的微帶枝節(jié)加載平行槽線耦合結(jié)構(gòu)、差分