毫米波前端集成新技術(shù)研究.pdf

1、為了適應(yīng)快速增長的無線通信業(yè)務(wù)對頻率資源的要求，無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展。由于技術(shù)難度和成本問題，微波高頻段和毫米波頻段尚未在無線通信中得到廣泛應(yīng)用。因此，針對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。基片集成波導(dǎo)是近幾年興起的一種高性能低成本的微波毫米波無源電路集成新技術(shù)。本文主要結(jié)合無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)計中的基本問題，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)計的結(jié)論，其中對損耗因素的深入研究使得設(shè)計更加準(zhǔn)確并可指導(dǎo)對基片及其參數(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耦合系數(shù)影響，其關(guān)系總結(jié)為簡單的曲線用于實際濾波器的設(shè)計。 研究并提

3、出了幾種新型主模濾波器。通過研究發(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，從而提出了通過改變輸入輸出端口之間的夾角來優(yōu)化實現(xiàn)上下邊帶對稱性能的設(shè)計與實現(xiàn)方法?；谧罴褗A角原理，提出并實現(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。所有濾波器都以實驗方法驗證了結(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、針對本地多點分配業(yè)務(wù)的毫米波單板射頻前端電路中。 研究了雙模基片集成波導(dǎo)腔體的基本特性，并用之設(shè)計了多種雙模濾波器。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)計的變化特性曲線。設(shè)計并實現(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、上邊帶和雙邊實現(xiàn)了極好的選擇性，而且都得到了實驗驗證。 研究發(fā)現(xiàn)基于圓腔、橢圓腔的雙模濾波器具有互補的陡峭過渡特性，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稱特性，很好地平衡了雙工器中低損耗和高選擇性這一對相互沖突的參數(shù)要求，在傳統(tǒng)上認(rèn)為有較大損耗的基片上實現(xiàn)了一個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，實驗結(jié)果與設(shè)計結(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)點來抑制鏡頻等干擾信號，從而設(shè)計并實現(xiàn)了一種高性能的諧波混頻器。實驗結(jié)果表明設(shè)計的諧波混頻器具有較低的變頻損耗和較高的鏡頻抑制度。 針對本地多點分配業(yè)務(wù)(L