微波平衡帶通濾波器的研究與設計.pdf

1、相比于傳統(tǒng)單端結構（即非平衡結構），平衡電路具有更高的抗環(huán)境噪聲的能力的優(yōu)點，因此被廣泛地應用于現(xiàn)代通信系統(tǒng)中?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)中的有源器件越來越多地采用差分器件，若系統(tǒng)中天線、濾波器等無源器件也采用平衡結構，能方便地與有源器件連接，構造全平衡前端系統(tǒng)。全平衡前端系統(tǒng)能夠更有效地抵抗共模干擾。本文主要針對全平衡前端系統(tǒng)中的重要器件——微波頻段的微帶型平衡濾波器進行研究和設計。
　　本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點包括以下幾點：
　　1、為

2、分析和測量平衡（差分）網(wǎng)絡的完整的差模、共模以及共差模之間的模式轉換響應，本文首先對混合模S參數(shù)進行了研究，并通過數(shù)學巴倫法建立了傳統(tǒng)單端S參數(shù)與混合模S參數(shù)的轉換關系。研究了參考面平移對混合模S參數(shù)的影響，通過對平衡濾波器的測試，驗證了參考面平移不影響混合模S參數(shù)各參量幅值的結論。
　　2、應用基于單端帶通濾波器平衡化的設計方法，設計出一款三階的工作于中心頻率2.45GHz，相對帶寬15％的寬帶平衡帶通濾波器，該濾波器是基于λg

3、/4短路分支線結構的。針對其差模響應中存在較為明顯寄生通帶的問題，引入了T型節(jié)等效替換概念，在不影響原通帶傳輸特性的同時，對該其差模響應中的寄生通帶進行有效地抑制。對所設計的濾波器進行制作和測試，測試結果與仿真結果吻合良好，驗證了該設計方法有效性。
　　3、應用上述單端帶通濾波器平衡化的設計方法，設計了一款五階的超寬帶平衡帶通濾波器。針對其物理尺寸過大的問題，本文采用了分形技術對其進行了小型化，減小了近50%的面積。并且針對其共模

4、抑制帶寬不寬的問題，本文通過在分支對稱面處加入開路短截線，引入共模響應下的傳輸零點輔以相應的加強耦合結構，以擴展該濾波器的共模抑制帶寬。實測結果與仿真結果近似，證明該設計方法有效。
　　4、針對由上述超寬帶平衡濾波器設計中，差模響應的頻率選擇性不佳和共模抑制帶寬不寬的問題，本文采用延長分支線及分支線間串聯(lián)傳輸線的方法，對其差模響應的頻率選擇特性進行了優(yōu)化，并通過在分支對稱面處加入開路短截線擴展共模抑制帶寬。通過對實物的制作和測試，