基于有限元方法的高频继电器RF性能优化技术研究

摘要

高频继电器主要应用在无线通信、有线电视以及自动测试设备(ATE)等电信领域。过去十几年电信领域的巨大发展，使得通信频率大幅跃升。在切换频率大幅提高的同时确保高频信号不失真，对高频继电器的射频(RF)性能提出了更高的要求。国外的高频继电器研究设计工作较为成熟，国内对高频继电器的理论研究起步相对较晚，高频继电器的研制尚停留在仿制阶段，因此对于高频继电器的理论研究显得非常迫切。
　　RF性能是评价高频继电器性能的重要指标，本课题利用有限元方法研究高频继电器RF性能的影响因素与优化方法。
　　一方面，根据国外相关设计标准，并根据相关理论研究同轴高频继电器的半径偏差、同轴偏心率、表面粗糙度与电压驻波比之间的关系，并得到满足设计标准的加工工艺误差数值，为高频继电器的加工设计提供依据。
　　另一方面，采用有限元法建立高频继电器模型，在RF性能仿真结果与试验结果具有较好一致性基础上，对影响高频继电器RF性能的关键因素进行分析。研究高频继电器内部台阶结构、触点区域、动簧片等不连续结构对 RF性能的影响，给出优化RF性能的建议。对高频继电器RF性能影响较大的不连续结构进行优化，使高频继电器的RF性能在工作频率下得到较大的提升。
　　在上述研究基础上，以VC++为平台开发高频继电器RF性能优化二次开发软件，该软件利用有限元软件HFSS的脚本文件进行开发，能够实现有限元建模、分析优化及结合等效电路法对不连续结构进行参数提取等功能。该软件还利用UG/Open API语言开发基于UG制图软件的继电器工程图输出功能，最终形成集建模、分析、优化、工程图输出等功能相对完整的高频继电器设计软件系统。
　　本课题的研究成果对高频继电器设计及优化具有一定的指导作用。

目录

基于有限元方法的高频继电器RF性能优化技术研究

RESEARCH ON OPTIMIZATION TECHNOLOGY FOR RADIO FREQUENCY PERFORMANCE OF HIGH FREQUENCY RELAY BASED ON FINITE ELEMENT METHOD

摘要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景

1.2 课题研究的目的及意义

1.3 高频开关技术简介

1.4 课题的国内外研究现状

1.5 本文主要内容

第2章 高频继电器RF特性参数与设计原则

2.1 引言

2.2 高频继电器性能参数

2.3 高频继电器设计原则

2.4 本章小结

第3章 高频继电器有限元模型及RF性能优化

3.1 引言

3.2 高频继电器有限元方法分析

3.3 加工工艺偏差对RF性能影响分析

3.4 不连续结构对RF性能影响分析

3.5 高频继电器RF性能优化

3.6 本章小结

第4章 高频继电器性能优化二次开发软件研制

4.1 引言

4.2 二次开发软件总体设计

4.3 有限元仿真模块开发

4.4 等效电路计算模块开发

4.5 工程图输出模块开发

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢