腔体合路器的优化设计的研究.pdf

Research on the Optimization and Design of biners By Xiaowei Wang A Dissertation Submitted to China Jiliang University In partial fulfillment of the requirement F or the degree of Master of Engineering China Jiliang University June ,201 4 万方数据中图分类号 TN928 学校代码 10356 UDC 密级公开硕士学位论文 MASTER DISSERTATION 腔体合路器的优化设计研究 Research on the Optimization and Design of biners 作者王孝卫导师夏哲雷教授申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业信号与信息处理研究方向微波无源器件二〇一四年六月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留、使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名: 导师签名: 签字日期:年月日签字日期:年月日万方数据致谢即将毕业,三年的硕士生活也马上结束,在这三年的科研生活中,收获了很多,学****上锻炼了自己独立学****独立科研的能力,学到了本科阶段无法获得的知识和本领,生活中,研究生生活让我更加懂得了团队精神、合作精神。知识上和生活上的蜕变离不开身边的支持者,在此,我要诚恳的表达我的感谢。首先,我要感谢我的导师夏哲雷教授,夏老师和蔼可亲、细致耐心,在学术上给我指明了方向,每一次科研中的迷茫都是老师给我指点迷津,让我受益匪浅,再次感谢我的老师给我的支持和鼓励。其次,我要感谢和我一起生活学****了三年的室友,彭怀亮和刘宇航,一起为科研奋斗的教研室的同学,韩新强、孔博、谢治毅、张秋丽等。是他们给了我家的温暖,是他们给了我学****上的动力和科研中的毅力。特别地,非常感谢杭州紫光网络技术有限公司给予的工作机会。感谢余胜敏、吴群魏、张武以及汪峰等工程师,在工作中给了我太多的帮助和关心。最后,我要感谢我的父母,你们将我培养***,在我的求学生涯中给予我无私的爱,没有你们也不会有今天的自己,谢谢你们! 王孝卫 2014 年6月万方数据 I 腔体合路器的优化设计研究摘要:合路器是用来将多路信号合成一路进行输出的微波器件,广泛应用于现代通信系统中。随着 4G通信的到来,有限的频带资源以及信道间越来越窄的隔离带使得通信网络多系统、多制式的现状更加复杂,这就对可实现多网合一的合路器提出了更高的要求,而腔体合路器因为具有高 Q 值、大功率的特点被广泛应用,因此,研究高性能的腔体合路器是非常有必要的。本文主要研究了腔体合路器的优化设计,而合路器由滤波器单元组成,故对合路器优化设计研究的重点是滤波器单元。因此,文章首先研究了滤波器的基础设计理论,对滤波器的传输函数、低通原型滤波器、频率变换以及阻抗、导纳变换做了详细的介绍,其次对具有任意传输零点的广义 Chebyshev 滤波器做了深入研究,包括广义 Chebyshev 多项式及其综合,交叉耦合滤波器电路模型分析和耦合矩阵的综合。文章第三部分针对现代通信系统对滤波器频带灵活调节、易加工、易实现的要求,提出了一种频带可灵活调节的可调腔体带阻滤波器单元。首先研究了该带阻滤波器的结构和特性,其可调结构使带阻滤波器具有一定的灵活性,可应用于不同频段,同时调节装置可以补偿由于加工误差带来的指标恶化,降低了对加工精度的要求,提高了可实现性。此外,使用 SIR (阶跃阻抗)结构对谐振器改进,通过控制 SIR 结构的阻抗比可以精确的控制寄生阻带出现的位置, 延长了上边带宽度。最后设计了一个三腔可调腔体带阻滤波器,仿真结果满足指标要求。第四部分在现代合路器对低插损和小体积的要求背景下,提出了一种半集总同轴腔体带通滤波器单元,首先研究了半集总参数的基本理论,其次分析了半集总同轴腔体带通滤波器结构和特性。由于其采用半集总参数设计,可实现低插损要求,且由于同轴腔体结构的特殊性,可以任意进行弯曲,