微波无源器件综合新技术及其计算机辅助调试的研究

摘要

近年来,宽带通信系统、第三代与第四代移动通信系统和超宽带系统等无线通信系统发展迅猛。在这个过程中,微波无源器件作为重要的选频器件,成为研究的重点和热点,很多新技术被提了出来并且推向实际应用。微波无源器件(如滤波器、多工器)的综合技术及其调试是人们研究的重点及难点。尤其是滤波器、多工器的后期调试,费时费力。有效地缩短后期调试时间,能够最大限度的节约生产成本,这对滤波器、多工器的生产有重大意义。本文对滤波器、多工器的综合技术及其计算机辅助调试技术进行了系统的研究,所取得的主要研究成果为:
　　1.滤波器综合方面:
　　对传统的滤波器综合理论进行了研究回顾。交叉耦合综合理论不但能够实现纯虚数有限传输零点,而且能够实现复数有限传输零点,复数有限传输零点能够使带内群时延更加平坦。在含有源和负载的情况下能够使有限传输零点的个数与滤波器阶数一致。
　　含有非谐振点的滤波器综合技术只能够实现纯虚数有限传输零点,在零点离通带特别近的情况下,该方法特别适用。在没有源和负载的情况下也能够使有限传输零点的个数与滤波器的阶数一致。当有限传输零点的个数小于滤波器阶数时,拓扑结构灵活多变,为滤波器设计带来了很大方便。
　　结合以上两者的优点,引出了混合拓扑结构滤波器的综合方法。该方法使滤波器的一部分用交叉耦合结构实现,一部分用含有非谐振点的结构形式实现,大大提高了滤波器设计的灵活性。
　　2.多工器综合方面:
　　对星点式邻接型双工器、三工器的综合方法进行了研究回顾。与分支线型的双工器、三工器相比而言,星点式在邻接型的双工器、三工器设计上有其特有的优势:在综合之初就考虑了通道滤波器相互之间的影响,使双工器、三工器的设计更加准确。
　　将非谐振点引入了星点式邻接型双工器、三工器的综合方法中,提出了含有非谐振点的双工器、三工器综合技术。将混合拓扑结构引入双工器的综合设计,为双工器的综合设计提供了新的选择。
　　3.滤波器计算机辅助调试方面:
　　针对滤波器调试费时费力的问题,对两种混合调试方法进行了深入的研究:1、基于渐进空间映射(ASM)算法与矢量拟合(VF)技术相结合的计算机辅助调试技术;2、基于渐进空间映射算法与柯西法相结合的滤波器辅助调试技术。这两种方法能够准确预测滤波器调试的方向与幅度。通过仿真调试实例验证了两种方法的有效性,并且对比了两种方法优劣。
　　4.多工器有理模型的提取方面:
　　提出一种基于改进柯西法的双工器、三工器有理模型提取方法,能够一次求得双工器、三工器有理多项式分子分母多项式的所有系数。通过提取实例证明了该方法的有效性。该方法不但对无耗模型适用,并且对有耗模型也是适用的。为双工器、三工器的诊断调试奠定了基础。最后将该方法推广到多工器的情况,得到了一般性的结论。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2微波滤波器、多工器的发展历史与研究现状

1.3 本文的主要内容及框架

第二章 微波滤波器综合技术的研究

2.1 引言

2.2 交叉耦合滤波器的综合理论

2.3 含有非谐振点的滤波器综合技术

2.4 混合拓扑结构的滤波器综合技术

2.5 本章小结

第三章 星点式多工器综合技术

3.1 引言

3.2邻接型双工器的综合技术

3.3邻接型三工器的综合技术

3.4 本章小结

第四章 新型多工器综合技术

4.1 引言

4.2 含有非谐振点的双工器综合

4.3 含有非谐振点的三工器综合

4.4 混合拓扑结构的双工器综合

4.5 本章小结

第五章 基于ASM与VF的机辅调试技术的研究

5.1 引言

5.2 空间映射算法的回顾

5.3 矢量拟合技术概述

5.4相位加载效应的消除

5.5诊断调试实例

5.6本章小结

第六章 基于ASM与Cauchy法的机辅调试技术的研究

6.1 引言

6.2 应用柯西法的参数提取方法

6.3诊断调试实例

6.4本章小结

第七章 多工器有理模型的提取技术

7.1 引言

7.2 改进的双工器有理模型的提取

7.3 三工器有理模型的提取

7.4 多工器有理模型的提取

7.5 本章小结

第八章 总结与展望

8.1 本文的创新性工作及贡献

8.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

攻读博士学位期间的研究成果

参加研究的科研项目