【摘 要】
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随着现代无线通信系统标准向着多元化发展,其智能化程度日益提高。传统收发前端因采用开关滤波器组来区分不同工作频段和工作模式,但这会使系统尺寸增加,结构复杂的同时功耗更高。作为实现智能系统的关键,可重构技术利用可调谐元件对无源网络进行控制,使收发前端可重构,实现多能化。滤波器在射频收发系统中扮演着关键的角色,其性能决定了后续放大、混频以及信号处理电路能否工作在预定模式。因此,对滤波器进行可重构研究已成
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随着现代无线通信系统标准向着多元化发展,其智能化程度日益提高。传统收发前端因采用开关滤波器组来区分不同工作频段和工作模式,但这会使系统尺寸增加,结构复杂的同时功耗更高。作为实现智能系统的关键,可重构技术利用可调谐元件对无源网络进行控制,使收发前端可重构,实现多能化。滤波器在射频收发系统中扮演着关键的角色,其性能决定了后续放大、混频以及信号处理电路能否工作在预定模式。因此,对滤波器进行可重构研究已成为当前热点问题。受限于可重构滤波器性能,为了更好地满足2～18GHz雷达电子对抗应用要求,开关滤波器组也具有重要的研究意义。本文探究基于WIN 0.15um GaAs工艺的片上可重构滤波器,并针对2～18GHz设计了一款滤波器组和针对传统滤波器组中的单刀多掷开关,其主要工作包括:1.利用“背靠背”电容和开关电容阵列作为调谐元件,在-5V～+5V的工作电压下,实现了三款带宽固定在800MHz的频率可重构带通滤波器,其频率调节范围分别覆盖:（1）1.91～2.53 GHz,（2）2.72～3.50GHz,（3）3.88～5.29GHz。其 S21大于-4.2dB,偏离边带30%带外抑制大于25dB,插入损耗变化量小于1dB,带内平坦度小于0.5dB。同时实现了一款带宽调节范围覆盖330～750MHz,中心频率固定在1.8GHz的带宽可重构带通滤波器。其S21大于-6.86dB,偏离边带35%带外抑制大于28.6dB,插入损耗变化量小于2dB,带内平坦度小于1dB。两款滤波器均完成了流片测试,并分析了其结果。2.针对应用在电子对抗中的滤波器组设计了 5款带通滤波器,其频段分别为:（1）1.9～3.2GHz,（2）2.2～3.7GHz,（3）2.7～4.6GHz,（4）3.6～6.1GHz,（5）5.1～8.9GHz。滤波器为采用椭圆函数原型的LC集总滤波器,其S21优于-3dB,阻带抑制大于40dB。3.采用传统的串联结构和串并联结构,针对2～18GHz设计了三款款单刀多掷开关,分别为对称结构的单刀八掷开关和非对称结构的单刀七掷开关以及单刀双掷开关。主要工作包括pHEMT开关管的原理分析,MOS管选择,原理图和版图的仿真设计,并在全频段实现了 S21大于-2.3dB,端口间隔离度大于20dB,回波优于15dB。
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