《集成濾波功能的功率分配/合成電路研究》是依託華南理工大學，由章秀銀擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：集成濾波功能的功率分配/合成電路研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：章秀銀
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著無線技術和套用的發展，無線系統對集成化、小型化的射頻子系統有巨大需求。作為射頻子系統中的重要組成部分，濾波器和功率分配/合成器件等無源器件的集成化和小型化具有重要意義。我們在前期研究中發現，可以用濾波電路取代功分器中的部分結構實現集成一體化設計，使器件同時具有濾波功能與功率分配/合成功能，這類器件的插入損耗小且尺寸小。本項目將在此基礎上對各種集成濾波功能的功率分配/合成電路進行系統深入的研究，主要包括：（1）集成濾波功能的同相及反相功分器；（2）集成濾波功能的3dB正交電橋；（3）集成濾波功能的180度環形電橋(rat-race coupler)。我們將首先研究兩類濾波電路與功分電路中部分結構等效的理論基礎，然後設計各種集成化方案並在PCB電路和LTCC電路中進行實驗驗證，從而研究濾波電路與功分電路集成化設計的方法和規律。本項目的實施可促進射頻子系統的集成化和小型化，具有有重要意義。
結題摘要
快速發展的無線系統對射頻器件的小型化及低損耗提出了越來越嚴格的要求。濾波器與功率分配/合路器是射頻前端中體積較大的兩個基本器件，過去，二者是分別設計再進行級聯，這種方式會造成級間匹配問題及額外的損耗，同時整體電路體積較大。為了解決這些問題，本項目研究了濾波器與功率分配/合路器的融合設計理論與技術。根據項目申請報告的研究內容和技術路線，結合研究過程中出現的新問題和新熱點，主要針對以下五個方面進行了深入的理論及工程研究： (1) 單個濾波器及功分器的研究, 為濾波器和功分電路的融合設計做鋪墊； (2) 濾波器與功分器的融合設計研究, 包括等分、不等分、頻率可調、諧波抑制、寬阻帶等濾波功分電路； (3) 濾波器與耦合器的融合設計研究，包括小型化寬阻帶濾波180度混合環、平衡式濾波90度分支線耦合器、基於空間八線耦合結構的濾波180度混合環； (4) 基於LTCC的濾波器及濾波功分電路研究，利用LTCC工藝設計了濾波器及濾波功分器，極大地減小了電路體積，提高了電路的集成度； (5) 其他融合設計研究，例如功率放大器和濾波器，十字交叉器和濾波器，天線和濾波器等。 研究結果表明，融合設計實現了多功能的器件，不僅減小了體積，而且降低了損耗。 本項目實現了預定的研究目標，共發表SCI/ EI論文32篇，其中SCI論文18篇 (IEEE Trans.論文8篇，IEEE Letters論文9篇)，EI論文14篇，另還有已投稿IEEE Trans.論文2篇，申請中國發明專利13項，其中6項獲授權，申請美國專利3項。另外，申請人作為第一完成人獲得了廣東省自然科學一等獎，指導的學生獲得多項獎項，包括：指導學生獲得2016年IEEE亞太天線會議最佳學生論文獎；2016年IEEE國際微波及太赫茲先進材料與工藝研討會最佳學生論文獎，2015年全國微波毫米波會議優秀學生論文獎；2014年兩岸四地無線科技研討會最佳論文獎；指導的碩士論文被評為2016年中國電子學會優秀碩士論文（全國電磁場領域僅2篇）。 總之，本項目超額完成了研究內容，取得的各項成果均超過預期指標。
