高性能射频合路器的设计与实现

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射频合路器是现代无线通信系统中不可或缺的重要器件,广泛应用于移动通信系统和基站。近年来,随着移动通信技术的不断发展,对合路器的性能指标要求不断提升,特别是合路器的无源互调特性,对移动基站整体性能的影响越来越明显,基于此,本文研究了影响公共腔的合路器无源互调特性的主要设计因素,并在此研究基础上,设计了两款具有低损耗、高抑制、低互调的高性能的射频合路器。本文在分析合路器的类型、性能参数、设计方法的基础上,基于同轴腔体合路器,研究了合路器的无源互调特性,通过对于合路器谐振腔的调谐杆、两端的抽头结和腔间台阶的电场、磁场或电流密度的研究,分析了在实际设计过程中影响合路器无源互调的主要设计参数,并提出了降低无源互调的方法,并依据此方法设计了两款基于公共腔的高性能的射频合路器。本文设计了一款双频合路器,通过输入输出端的公共腔结构来改善合路器的损耗特性,使回波损耗低于-21d B,同时利用调谐杆调谐其两频带的中心频率分别保持在1747.5MHz和1842.5MHz,通过引入传输零点,使两频带的隔离度分别在108.21d B、99.172d B,通过设计抽头结构和腔间台阶的调谐,测得在频带1710MHz-1785MHz和1805MHz-1880MHz的频带范围内的三阶互调值分别低于-175.8d Bc、-174.6d Bc.在双频合路器基础上,本文又设计了一款基于DCS1800、TD-SCDMA2100、WLAN2600三频合路器。与双频带的合路器进行对比研究,进一步验证了合路器谐振腔的调谐杆,两端的抽头结构,腔间台阶对合路器三阶互调的影响。本文设计的三频合路器通过加工和实际测试得到三个通带的互调失真值分别低于-172.50d Bc、-169.75d Bc、-173.30d Bc。综上所述,本文研究了影响公共腔合路器无源互调特性的结构和设计参数,并基于此研究设计了两款射频公共腔合路器,均达到了设计指标,且有效地改进了合路器的无源三阶互调特性,对于提高公共腔合路器的性能,降低无源互调特性具有重要的意义。
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