腔体耦合多工器的研究与设计.pdf

摘要���关键词:腔体滤波器、多工器、双工器、三工器、交叉耦合、耦合系数在信息技术飞速发展的今天,微波通信频率资源变得日益紧张,对微波滤波器的应用指标提出了更高的要求。因此,在短时期内研制出体积小、性能高、损耗低及成本低的滤波器成为当前研究滤波器的关键技术要求,由于同轴腔滤波器结构紧凑、体积比较小�械缛菁釉氐那榭鱿�、重量比较轻、通带插损小、阻带宽度较大、通带相对带宽可以做到�ァ⒕匦蜗凳�谩⒐β嗜萘扛摺⒌绱牌帘涡院谩⑽露炔钩ヌ匦院谩⑽拊豎值可以做到��以上等优点,获得广泛应用。在实际无线系统的应用和工程实践中,单个滤波器已不能满足多个信道集成到一个系统的应用需求,然而,多工器可以完成多个信道的信号传输、抑制彼此干扰及阻抗变换等功能。多工器在卫星通信、移动通信、中继通信、雷达系统、电子对抗及微波测量仪表中都有着极其广泛的应用。本文根据滤波器和多工器的基本理论,结合实际工程应用需求,对同轴腔体滤波器和多工器展开了深入研究,首先,简要介绍了多工器的发展,并根据多工器理论对实际工程设计中的相关问题进行了分析。其次,对单谐振腔中腔体高度、加载电容及调谐销钉长度对谐振频率的影响进行了分析和研究,对两耦合谐振腔之间耦合结构对耦合系数的影响以及输入/输出耦合结构进行了分析。基于上述的研究和分析,成功完成了两款高性能多工器的设计,其一款为双工器,另一款为三工器。双工器的工作频段:�������、�������,三工器的工作频段:��������������、�������。本文通过分析同轴腔体滤波器的不同的耦合结构,选择合适的拓扑结构,使用����������砑�完成所选拓扑结构的电路仿真,采用��������全波三维电磁仿真软件进行两个谐振腔三维模型的仿真和优化设计。为验证设计的正确性,对双工器进行了制造和测试,实测结果均优于指标要求,某些指标甚至超过了国外同类产品。�����硕士论文腔体耦合多工器的研究与设计
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髀���.课题背景、研究目的及意义伴随着信息技术势如破竹的发展,微波通信频率资源日益匮乏,我们对微波滤波器和微波多工器的应用指标提出了更加严格苛刻的要求。因此,体积小、性能高、损耗低及成本低的滤波器和多工器的需求迫在眉睫,并在短时期内研制出此类滤波器和多工器成为当前研究的关键技术要求。为了提高滤波器设计的成品率、可靠性,减少调试时间和降低生产成本,各种各样的计算机仿真技术及软件应运而生。微波无源器件设计的主要手段是采用传统的等效电路法,它具有简单易行的优点,然而该方法设计的器件精度不是很高,调试难度也很大,器件的一致性难以保证。现在广泛使用的方法是对滤波器和多工器进行全波建模优化和仿真,它能够降低开发成本和加速器件的设计。目前主要的全波建模方法为有限元法���⒂邢薏罘址���、传输线矩阵法���⒛J狡ヅ浞���和矩量法���龋�具有代表意义的商业仿真软件由如下几种:����口�鹊取�近几年来微波滤波器和多工器的设计多采用综合与计算机优化、仿真相结合的方法实现。这一革命性的变革得益于飞速发展的现代微波技术,和不断涌现的专业电磁场仿真软件,这些实用的电磁仿真软件的应用给滤波器和多工器的设计带来了革命性变化。在十兆赫兹至数十吉赫兹频率范围内的无线通信系统中具有种类繁多的滤波器和多工器出现。��频率以下,通常采用的是体波、声表面波滤波器。它适合应用研制窄带滤波器,且具有体积小、通带插损低、温度特性优异的特征。从射频到微波频段范围内,最为常见的是介质、波导、微带及同轴腔体滤波器。出现最早的是波导滤波器,它的优点除了使用频率范围广�钡絀���外,还具有�蹈摺⑺鸷牡偷忍卣鳎���它的缺点也是显而易见的,重量和体积都跟其它形式的滤波器无法比拟的。虽然微带滤波器体积小、方便加工,但其缺点也很明显,