《高性能小型化有耗濾波器設計及其功率容量研究》是依託上海交通大學，由吳林晟擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高性能小型化有耗濾波器設計及其功率容量研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳林晟
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多功能集成是當前電子信息技術的重要趨勢，這要求通訊系統關鍵部件微波濾波器不斷向高性能和小型化方向飛速發展。有耗濾波器可用較低Q值諧振器以犧牲有限的插損為代價實現高Q濾波器的帶內平坦、邊帶陡峭和零點尖銳特性，是小型化無源元件的首選方案之一。本項目擬在青年基金小型化無源元件電熱分析與功率容量研究基礎上，系統探究有耗濾波器的設計與三維實現方法及其功率容量問題。具體包括：（1）研究結合預失真、有耗綜合、非一致Q值等技術的有耗濾波器綜合和最佳化方法；（2）研究基於混合結構、高Q介質載入、嵌入元件的高性能小型化有耗濾波器三維集成方案；（3）研究從仿測結果提取有耗濾波器耦合矩陣和電路模型並確定其參數化定量關係的有效診斷和調試技術；（4）研究有耗濾波器中電熱耦合和無源交調的多物理機理，預測其功率容量。本項目擬提供高性能小型化有耗濾波器設計、實現、診斷和驗證的整套技術，將功率容量要求結合到設計中實現性能的協同最佳化。
結題摘要
為滿足當前電子系統多功能、小型化、集成化的緊迫需求，小型化微波濾波器的研發工作正在不斷推進。然而，小型化會引起損耗增加、Q值降低、功率密度升高等問題，這使得濾波器的邊帶變圓滑、通帶不平坦、頻率選擇性降低、功率容量降級。為此，本項目系統研究了用低Q諧振器以有限額外插損為代價實現高性能有耗濾波器的綜合設計方法、診斷調試技術和功率容量特性。本項目取得的主要成果包括：（1）提出了結合預失真、阻性和復耦合係數、非一致Q值、靈敏度分析等技術的有耗濾波器綜合方法，採用雙模/多模微帶、基片集成波導等混合結構實現，獲得了具有平坦通帶特性的高性能有耗帶通濾波器；（2）通過人為調控濾波器中的損耗分布，解析設計出具有負群時延特性的吸收式帶阻濾波器、具有穩定插入損耗的電可調負群時延電路，並利用阻性交叉耦合改善了多連線埠濾波網路的連線埠隔離特性，基於頻變耦合設計了高頻率選擇性四路濾波功分器；（3）針對有耗濾波器Q值低、耦合係數多為複數、拓撲結構複雜的特點，提出了從其仿真和測試結果提取有耗耦合矩陣和電路模型並確定其參數定量關係的診斷和調試技術，滿足因果性、無源性、可實現性等，編制了多款通用軟體；（4）研究了有耗濾波器的電熱耦合機理，提出了電阻和諧振器上熱耗散的緊湊模型，預測其帶外功率容量，給出全波電熱仿真結果進行驗證，進而分析各種典型有耗濾波器所適合的不同功率等級套用場景；（5）基於多層PCB和LTCC工藝，實現了多款三維混合結構的小型化有耗濾波器。基於本項目成果已發表和錄用論文25篇，申請專利6項，登記軟體著作權5項，培養研究生7名。綜上所述，本項目已形成了一整套高性能小型化有耗濾波器設計、實現、診斷、驗證、功率容量評估的方法。
