微波滤波器反射相位特性及其在微波电路中的应用

微波滤波器反射相位特色及其在微波电路中的应用微波滤波器是各样微波系统中的重点器件,其作用是赞成所需频带的信号经过,控制和滤除其他信号,其主要的性能指标包含带内插损、带外控制、边带过渡速度和带内传输相位线性度等。好多微波器件如检波器、混频器、倍频器等都需要相应的滤波器,跟着器件小型化集成化的发展,滤波器平常集成在这些器件内部,这时除了前述性能指标外,还应该关注滤波器的反射相位特色;由于该指标与滤波器的输入阻抗亲近联系,而且反应了滤波器对电路其他部分的加载特色,对器件整体性能有重要的影响。本文针对微波滤波器反射相位特色进行了深入的研究,包含怎样设计获得适合的反射相位,从而减小滤波器的加载效应,提高微波器件性能,并经过仿真和实验考证了本文理论和分析的正确性。全文的主要内容以下:对滤波器反射相位特色进行了理论分析。依据反射相位和输入阻抗特色,将滤波器分为了阻带高阻型和阻带低阻型两类。经过对网络综合技术中几种常用响应函数的综合过程的推演,阐释了两种相位种类产生的根本源因,并说了然两各样类滤波器的S参数在幅频响应和相频响应上的特色。对不一样样响应种类、阶数和涟漪条件下的滤波器的反射相位特色进行了横向比较,结果显示带内涟漪对滤波器反射相位的变化速度影响最大,且带内涟漪越大,反射相位趋近所需相位速度越快,滤波器加载效应越小。对微波低通滤波器反射相位的寄生特色进行了理论和实验研究。利用短传输线的等效电路分析了其等效电感或电容,从而得出了阶跃阻抗低通滤波器在幅度和相位上的寄生响应与各级元件的对应关系,此后给出了除去或降低寄生响应的方法,包含采纳悬置微带线提高升阻抗线特性阻抗,采纳并联枝节产生传输零点以增添控制度和圆滑相位毛刺,以及选择适合的基片厚度和介电常数。经过在两个微波低通滤波器实例中采纳上述举措,获得了宽阻带、高控制度、反射相位圆滑、相位一致性带宽宽的结果,此中控制度大于20dB的阻带相对带宽分别为157%和162%,优于文件中的低通滤波器,证了然理论分析的正确性和方法的有效性。经过列举几个典型的微波带通滤波器例子,说了然带通滤波器依据反射相位的分类及特色,总结了种类鉴别方法,并设计了一种阶梯阻抗枝节加载超宽带带通滤波器。经过增添阶梯阻抗枝节在长度比方面的自由度,引入了多个凑近边带的传输零点,增添了带外控制度和矩形系数,获得了知足超宽带室内通讯系统严格要求的滤波器特色。测试结果显示,该滤波器的反射相位特色与前述特色吻合,考证了鉴别方法的有效性。对并联型和串联型两个宽带高速率微波解调检波器的详尽研制过程进行了论述,总结了两种构造的检波器应该采纳的滤波器的反射相位种类,即并联型应该采纳阻带高阻型,串联型应该采纳阻带低阻型。两个检波器的射频工作频带均达6~26GHz,设计可解调ASK信号速率达2.5Gbps;测得的开路输出电压分别为26~94mV和68~146mV,相邻频点输出颠簸分别为1.59dB和1.51dB。其他,利用前述悬置微带枝节加载低通滤波器设计了另一个并联型高平展度宽带微波检波器,进一步提高了检波器工作频带相对带宽和检波输出平展度,测试开路输出电压大于200mV的频带范围为1.8~13.5GHz,整体颠簸小于0.77dB。三个检波器的测试结果与理论和仿真结果吻合,证了然理论方法的正确性。详尽介绍了一种W波段分谐波混频器的研制过程。在混频器的几个无源器件中,有两个的设计用到了滤波器的反射相位理论:一个是本振低通滤波器,进行相位特色优化后它使二极管的般配更易进行;一个是本振-中频双工器,它是由两个独自设计的滤波器组合而成,依据反射相位进行优化设计后双工器显示出优秀的性能。其他,二极管建模采纳了简化三维模型和鉴于测试提取的准线性参数,这类建模方法既能够提高仿真效率,又能够保证参数正确性。利用该模型能够在全波电磁仿真软件中对混频器在射频和本振端口的反射进行优化,从而获得优秀的端口反射,使得混频器能够与射频低噪放和本振源直接集成。最后的混频器测试结果显示在88~100GHz的射频反射小于-10