【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,無線通信系統(tǒng)中可用的頻譜資源變得更加緊張,信道變得更加擁擠,通常需要對信道進(jìn)行合理地劃分和合并,這對微波多工器的設(shè)計(jì)帶來了很大挑戰(zhàn)。因此,研究高性能、小型化的多工器的綜合與設(shè)計(jì)方法具有重要意義。本文首先基于G.Macchiarella提出的多工器的特征多項(xiàng)式綜合理論對星形結(jié)型多工器的綜合方法進(jìn)行了研究,推導(dǎo)了星形結(jié)型多工器及其信道濾波器的特征多項(xiàng)式表達(dá)式并介紹了多項(xiàng)式的迭代求法。根據(jù)多工器的特征多項(xiàng)式給出了多工器的S參數(shù)和群時(shí)延響應(yīng)曲線,而由信道濾波器的特征多項(xiàng)式提取出歸一化耦合矩陣。隨后給出了耦合矩陣的去歸一化方法,從而得到多工器的設(shè)計(jì)參數(shù),例如耦合系數(shù)、諧振頻率和外部品質(zhì)因數(shù)。這種綜合方法很靈活,可以在得到多工器頻率響應(yīng)后再選擇多工器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),為設(shè)計(jì)提供了一定自由度。隨后通過多工器的綜合實(shí)例驗(yàn)證了這種綜合方法的有效性。然后對廣義切比雪夫型濾波器中任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)耦合矩陣的優(yōu)化提取理論進(jìn)行研究,給出了一種基于矩陣旋轉(zhuǎn)消元理論的耦合矩陣優(yōu)化提取方法。在折疊型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)耦合矩陣基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化的方法得到一組最優(yōu)的矩陣旋轉(zhuǎn)序列和旋轉(zhuǎn)角而得到新的耦合矩陣,從而實(shí)現(xiàn)對任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)耦合矩陣的優(yōu)化提取。此外,這種優(yōu)化提取方法對優(yōu)化初值的選取不敏感,因此初值對優(yōu)化結(jié)果的影響不大。其次研究了基于三維電磁仿真軟件HFSS的計(jì)算機(jī)輔助調(diào)諧技術(shù)。介紹了Y矩陣法和群時(shí)延法的相關(guān)理論公式,討論了HFSS中幾種不同的集總參數(shù)端口設(shè)置方式對仿真結(jié)果的影響,并給出了集總參數(shù)端口阻抗的計(jì)算公式。傳統(tǒng)的調(diào)諧方式通常是直接優(yōu)化11S和21S曲線,有很大的盲目性,所以很耗時(shí)。而本文提出的這種調(diào)諧方法直觀的給出了耦合系數(shù)、諧振頻率和外部品質(zhì)因數(shù)與模型尺寸之間的關(guān)系,從而快速而準(zhǔn)確地找到符合要求的模型尺寸,所以有效縮短了設(shè)計(jì)周期。最后給出了基于MATLAB用戶圖形界面GUI設(shè)計(jì)的多工器綜合程序,實(shí)現(xiàn)了星形結(jié)型多工器簡單快捷的設(shè)計(jì),簡化了設(shè)計(jì)過程,有很好的工程應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

圖 1-1 混合電橋耦合多工器環(huán)形器耦合多工器中每個(gè)信道由一個(gè)環(huán)形器和一個(gè)濾波器組成，如圖 1-2 所。其中，環(huán)形器的單向性同樣可以降低各信道之間的相互干擾。因此，這種結(jié)多工器的設(shè)計(jì)同樣可以引入模塊集成化概念，并且設(shè)計(jì)和裝配環(huán)節(jié)也更加容易。

圖 1-2 環(huán)形器耦合多工器定向?yàn)V波器多工器由一組定向?yàn)V波器級聯(lián)而成，，如圖 1-3 所示。定向?yàn)V波器中一個(gè)端口接負(fù)載的四端口器件。而另外三個(gè)端口實(shí)際上可看作與帶通濾波接的環(huán)形器。功率從端口一輸入并在端口二處呈現(xiàn)出帶通頻率響應(yīng)，同時(shí)濾
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN92

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