高線性小型化寬調(diào)諧電調(diào)濾波器研究.pdf

1、現(xiàn)代通訊技術(shù)發(fā)展對高性能電調(diào)濾波器提出了迫切需求,而電調(diào)濾波器高抑制度、寬調(diào)諧是研究的重點,本論文主要對寬調(diào)諧電調(diào)濾波器電路理論及混合交叉耦合綜合理論進(jìn)行了推導(dǎo)與研究,提出的混合交叉耦合電調(diào)濾波器電路模型,拓展了電調(diào)濾波器的調(diào)諧范圍,提高了濾波器抑制度。本文在寬調(diào)諧、高抑制度電調(diào)濾波器電路基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對影響線性度的因素進(jìn)行了分析與研究,提出了改善電調(diào)濾波器線性度的抵消及功率回退技術(shù)。在寬調(diào)諧的基礎(chǔ)同時上實現(xiàn)了小型化、低插損、高帶外抑制

2、度?？梢院芎玫貪M足了現(xiàn)代通訊射頻前端發(fā)展提出的小型化、高線性度的需求。
　　首先,建立了電調(diào)濾波器寬帶調(diào)諧的電路模型,解決了寬帶調(diào)諧與高抑制度的矛盾。高抑制度及寬帶調(diào)諧電路模型及理論尚不成熟,本文以基本的廣義切比雪夫濾波器理論、耦合諧振器理論、混合交叉耦合等理論為基礎(chǔ)進(jìn)行綜合分析研究。研究分析了多種耦合電路模式,在這些耦合電路模式基礎(chǔ)上得出了π-T變換型耦合電路,該耦合電路可以適應(yīng)寬達(dá)三個倍頻程的超寬調(diào)諧范圍。通過引入阻抗變換電路

3、模型,提高了負(fù)載Q值,通過在串聯(lián)諧振電感中引入并聯(lián)諧振電容的電路結(jié)構(gòu),引入了傳輸零點并改善電調(diào)濾波器遠(yuǎn)端抑制度。綜合以上理論及技術(shù)的研究得出了在保證插入及回波損耗的前提下實現(xiàn)超寬帶調(diào)諧電路模型。經(jīng)過實驗驗證,濾波器調(diào)諧范圍達(dá)到了三個倍頻程,相對帶寬達(dá)到了5％左右,并且保證插入損耗在5dB左右,證明了超寬帶調(diào)諧模型的正確性。
　　其次,針對電調(diào)濾波器高線性度的需求,論文研究了影響電調(diào)濾波器線性度的磁芯電感及變?nèi)荻O管非線性產(chǎn)生機(jī)理。

4、論文提出了改善線性度的抵消及回退技術(shù)。本文提出的變?nèi)荻O管抵消電路模型,提高了基于變?nèi)荻O管電調(diào)濾波器的線性度,同時采用PIN管矩陣電容的功率回退技術(shù)實現(xiàn)了高線性的電調(diào)濾波器電路結(jié)構(gòu)。文中分析了磁芯電感的非線性特征,并通過電路變換減小磁芯電感的數(shù)值,改善了電感電調(diào)濾波器線性度。通過采用寬帶調(diào)諧電路模型的驗證,實現(xiàn)了300％超寬帶調(diào)諧范圍,其三階交調(diào)達(dá)到30dBm以上,二階交調(diào)達(dá)到70dBm以上。
　　最后,通過軸向空間耦合技術(shù)及抽

5、頭電感合并減少了寬帶調(diào)諧電路模型的電感元件數(shù)量,使得采用LTCC三維技術(shù)實現(xiàn)小型化的電調(diào)濾波器成為可行的技術(shù)方式。同時利用三維空間混合耦合以及諧振零點的引入,在電調(diào)濾波器傳輸曲線上引入了5個傳輸零點,極大的提高了濾波器的抑制度,使得電調(diào)濾波器在寬調(diào)諧、小型化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)高抑制度。驗證實現(xiàn)的電調(diào)濾波器體積達(dá)到mm3數(shù)量級,同時濾波器矩形度以及寬頻帶帶外抑制度也得到了極大的提高。為了拓展電調(diào)濾波器在通訊頻段的應(yīng)用范圍,本文采用SIR折疊微帶