认知无线电中的射频电调滤波器关键技术研究

快速发展的无线系统导致频谱资源紧张，能够提高频谱利用率且可以融合不同无线制式的认知无线电技术，是未来无线系统的一项核心关键技术。射频电调滤波器是认知无线电体系中的一个关键射频器件，是当前国际学术界和工业界的一个研究热点。传统的射频电调滤波器存在着调谐时性能指标不稳定、尺寸大等缺点，难以满足未来的应用需求。本项目将在我们前期研究的基础上对电调射频滤波器进行系统的研究，深入分析单端（single-ended）与平衡式（balanced）电调滤波器的设计理论，探讨各类单通带电调滤波器的新型设计技术与方案，探索双通带电调滤波器、电调带阻滤波器的设计技术，研究电调滤波器的谐波抑制技术，探讨降低电调滤波器噪声和提高其线性的技术，设计各类电调滤波器电路进行实验验证。本项目的实施可解决目前电调滤波器设计中面临的一些主要理论和技术问题，具有重要的科学意义和应用价值。

本项目主要围绕认知无线电等可重构无线系统对射频电调滤波器的需求来开展各种类型的电调滤波器设计理论与方法的研究，探索了各种类型的电调滤波器设计中的关键理论问题和技术问题，响应类型包括：单通带、双通带、带阻等，此外还研究了电调滤波器的线性问题。主要研究内容和取得的成果包括如下几个方面。（1）电调带阻滤波器：本项目探索了实现带阻滤波器频率调试时带宽恒定的关键要素，提出了磁-电混合耦合方法来控制固定耦合区间上的耦合强度来实现恒定带宽，该成果发表在IEEE Trans. Industrial Electronics上。此外还研究并设计了两个双频带阻滤波器。（2）单通带电调滤波器及其线性问题研究：研究了单通带滤波器频率调谐时的带宽恒定技术以及通带的中心频率和带宽都可调的设计技术，以及平衡式电调滤波器，并设计了三个滤波器实例，探索了基于变容管的电调滤波器线性问题。（3）双通带电调滤波器：设计了两个双频带通电调滤波器，其中的一个通带或两个通带可调，此外还研究设计了三个双频滤波器。（4）其他带通滤波器：研究设计了一个三频，一个四频滤波器和一个超宽带滤波器。（5）滤波器与功分电路的集成：探索了滤波器与功分器的融合设计方法，将两个器件设计为一个可以减小体积和损耗。（6）其他电磁学问题研究，包括左右手材料、天线和计算电磁学等相关研究。.在国家自然科学基金的支持下，本项目研究进展顺利，圆满完成研究计划。发表SCI/EI论文共24篇，其中IEEE Trans.论文2篇，IEEE Letters论文4篇，SCI论文12篇，EI论文12篇，申请中国发明专利4项，其中1项获授权,两项授权实用新型专利。本项目取得的各项成果形式均超过预期指标，研究得出的结论与设计方法具有良好的理论价值和实际应用价值。