毫米波前端集成新技術(shù)研究.pdf

1、為了適應(yīng)快速增長(zhǎng)的無(wú)線通信業(yè)務(wù)對(duì)頻率資源的要求，無(wú)線通信頻率開始從微波低頻段逐漸向高頻段甚至毫米波頻段擴(kuò)展。由于技術(shù)難度和成本問(wèn)題，微波高頻段和毫米波頻段尚未在無(wú)線通信中得到廣泛應(yīng)用。因此，針對(duì)微波毫米波頻段開展高集成度低成本射頻電路與系統(tǒng)的研究具有重要意義?；刹▽?dǎo)是近幾年興起的一種高性能低成本的微波毫米波無(wú)源電路集成新技術(shù)。本文主要結(jié)合無(wú)線通信背景研究基片集成波導(dǎo)技術(shù)，包括基于基片集成波導(dǎo)的高性能濾波器、雙工器等通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵

2、元部件和毫米波射頻前端的單板集成技術(shù)等。論文的主要工作如下： 研究了毫米波頻段高性能基片集成波導(dǎo)濾波器設(shè)計(jì)中的基本問(wèn)題，如影響基片集成波導(dǎo)腔體O值和諧振頻率的各種因素，并給出了可指導(dǎo)設(shè)計(jì)的結(jié)論，其中對(duì)損耗因素的深入研究使得設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確并可指導(dǎo)對(duì)基片及其參數(shù)以及腔體形狀的選擇。研究了影響腔體間耦合系數(shù)和影響腔體外部品質(zhì)因數(shù)的各種因素，歸納出了主要因素及其對(duì)耦合系數(shù)影響，其關(guān)系總結(jié)為簡(jiǎn)單的曲線用于實(shí)際濾波器的設(shè)計(jì)。 研究并提

3、出了幾種新型主模濾波器。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)基片集成波導(dǎo)腔濾波器上下邊帶性能嚴(yán)重不對(duì)稱的原因在于濾波器中的上邊帶耦合系數(shù)隨頻率上升明顯增大，從而提出了通過(guò)改變輸入輸出端口之間的夾角來(lái)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)上下邊帶對(duì)稱性能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。基于最佳夾角原理，提出并實(shí)現(xiàn)了性能優(yōu)良的圓腔、正方形腔體、六邊形腔體等多種類型的新型濾波器。相對(duì)于傳統(tǒng)濾波器性能有了很大改善，布局上更緊湊。所有濾波器都以實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證了結(jié)論的正確，其中緊縮結(jié)構(gòu)正方形腔體濾波器應(yīng)用在后面所述的

4、針對(duì)本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)的毫米波單板射頻前端電路中。 研究了雙?；刹▽?dǎo)腔體的基本特性，并用之設(shè)計(jì)了多種雙模濾波器。研究了影響雙模濾波特性的各種因素，并總結(jié)出了用于設(shè)計(jì)的變化特性曲線。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于圓形腔體、橢圓形腔體和混合使用圓腔和橢圓腔的多種新型濾波器，這些濾波器分別在下邊帶、上邊帶和雙邊實(shí)現(xiàn)了極好的選擇性，而且都得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 研究發(fā)現(xiàn)基于圓腔、橢圓腔的雙模濾波器具有互補(bǔ)的陡峭過(guò)渡特性，從而提出了一種新型平面雙

5、工器。它利用了雙模濾波器的非對(duì)稱特性，很好地平衡了雙工器中低損耗和高選擇性這一對(duì)相互沖突的參數(shù)要求，在傳統(tǒng)上認(rèn)為有較大損耗的基片上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)工作于毫米波頻段的具有低插入損耗的基片集成波導(dǎo)雙工器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)結(jié)果非常吻合。 利用了基片集成波導(dǎo)濾波器的低損耗和高選擇性優(yōu)點(diǎn)來(lái)抑制鏡頻等干擾信號(hào)，從而設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種高性能的諧波混頻器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)的諧波混頻器具有較低的變頻損耗和較高的鏡頻抑制度。 針對(duì)本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(L