負(fù)群時延微波電路的研究與設(shè)計.pdf

1、自二十世紀(jì)三十年代美國科學(xué)家H.N.yquistand S.Brand提出“群時延”這一概念后，各國科研人員對這一領(lǐng)域產(chǎn)生了濃厚的興趣，并開始深入的研究。特別是進(jìn)入新世紀(jì)以后，隨著空間探測、衛(wèi)星導(dǎo)航、通信雷達(dá)、毫米波測量等相關(guān)理論的不斷完善和軟硬件水平的不斷提高，對通信系統(tǒng)的傳輸能力、信道傳輸特性的要求也越來越高，通過理論和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，相位在信號傳輸過程中可以承載的信息量更大，穩(wěn)定性更高，而群時延正是用來表示相位線性度的重要參數(shù)，因此有更

2、多的研究人員開始對群時延展開研究。尤其是近些年來，負(fù)群時延電路因其特殊的性能和在前饋放大器、天線陣列等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，吸引了世界各國研究者的注意，成為又一個研究熱點(diǎn)。然而目前負(fù)群時延電路的研究成果主要集中在西方發(fā)達(dá)國家，特別是美國和日本，國內(nèi)對于這一領(lǐng)域的研究還處在起步階段，據(jù)作者所知，目前國內(nèi)還沒有專門的著作和文獻(xiàn)來論述負(fù)群時延電路的理論和設(shè)計，本文所設(shè)計的部分電路結(jié)構(gòu)在國內(nèi)尚屬于首次。
　　本文針對目前國內(nèi)教科書對于群時延概念

3、解釋不夠透徹，結(jié)合國外負(fù)群時延相關(guān)理論，利用諧振電路特點(diǎn)，對負(fù)群時延的產(chǎn)生原理進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)推導(dǎo)和物理層面的解釋。然后利用以上分析結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)代通信系統(tǒng)的需要，設(shè)計了混合集成負(fù)群時延電路、分布式負(fù)群時延電路、對稱耦合線結(jié)構(gòu)負(fù)群時延電路和多級不對稱耦合器負(fù)群時延電路共四種不同結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)，電路中心頻率均為2.2GHz。四種負(fù)群時延電路的最大負(fù)群時延值分別可以達(dá)到-5.8ns、-6.8ns、-9ns和-3.5ns，其最大負(fù)群時延帶寬分別可

4、以達(dá)到92MHz、104MHz、120MHz和400MHz，并且工作頻段內(nèi)信號損耗值較小。本文對以上每一種負(fù)群時延電路結(jié)構(gòu)的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，利用Advanced DesignSystem2009(ADS2009)進(jìn)行版圖仿真，以驗證電路設(shè)計的合理性和正確性，并給出每一種電路結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及其改進(jìn)方向。
　　通過總結(jié)以上四大類型負(fù)群時延電路的特點(diǎn)，結(jié)合帶阻濾波器的特性，從濾波器的設(shè)計角度，又提出一種新的設(shè)計負(fù)群時延電路的思路