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(shì)，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(jì)是多層電路設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題;另一方面，高密度的物理布局導(dǎo)致器件間存在嚴(yán)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(duì)多層平面微波通信系統(tǒng)，對(duì)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(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，具體的研究?jī)?nèi)容包括:
　　1.提出了激勵(lì)槽線多模諧振特性的

2、方法，并用于設(shè)計(jì)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(jì)方法設(shè)計(jì)該種垂直過渡結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)并加工了基于單個(gè)/兩個(gè)多模槽線諧振器的寬帶垂直過渡結(jié)構(gòu)，仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)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(yàn)證了所提出的設(shè)計(jì)理論的正確性和設(shè)計(jì)方法的有效性。
　　2.提出了兩個(gè)由差分饋電結(jié)構(gòu)激勵(lì)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(jì)方法。該種濾波器

3、在共模時(shí)憑借饋電結(jié)構(gòu)中存在的電場(chǎng)不匹配現(xiàn)象呈現(xiàn)抑制特性，而在差模時(shí)可使用有偏移位移的激勵(lì)方法激勵(lì)槽線的多個(gè)諧振模式以實(shí)現(xiàn)寬帶帶通特性。設(shè)計(jì)并加工了這兩個(gè)差分濾波器，驗(yàn)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(jì)方法的有效性。分析表明所提出的差分濾波器可實(shí)現(xiàn)的差模相對(duì)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(shí)現(xiàn)差分寬帶濾波器的設(shè)計(jì)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(yīng)的諧振頻率分布特性。仿真和試驗(yàn)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(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方法等優(yōu)點(diǎn)?？蓪?shí)現(xiàn)的差模相對(duì)帶寬范圍約為67％-94％。
　　4.為了實(shí)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(jì)的諧振器本身具有共模抑制特性。采用該方法具體設(shè)計(jì)了一個(gè)可以分別實(shí)現(xiàn)差

5、模寬帶、雙模雙通帶響應(yīng)的諧振器與相應(yīng)的差分濾波器。仿真和測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。
　　5.針對(duì)多模諧振器結(jié)構(gòu)的差分濾波器在差模相對(duì)帶寬＜70％的應(yīng)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(zhǎng)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(cè)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(yīng)的微帶枝節(jié)加載平行槽線耦合結(jié)構(gòu)、差分