微波濾波器綜合診斷及其小型化研究.pdf

1、在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，濾波器是一個(gè)核心器件，常被用于接收機(jī)和發(fā)射機(jī)中。隨著現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，濾波器在許多微波電路中都扮演著日益重要的角色，對(duì)濾波器小型化和高性能方面的要求也日益迫切。本文主要從理論上解決一些特殊濾波器的綜合問(wèn)題，比如超寬帶濾波器的綜合和多通帶濾波器的綜合，以及融合器件的綜合，并在濾波器小型化技術(shù)方面做一些探索和研究。本文的主要工作如下：
　　首先，詳細(xì)研究了遺傳算法和粒子群算法。本文提出了一種由遺傳算法和粒子

2、群算法構(gòu)成的混合算法，并提出了新的誤差判別函數(shù)，可以自適應(yīng)的調(diào)整誤差判別函數(shù)值，加速優(yōu)化值的收斂速度，可以快速得到合適的耦合矩陣。在一些特殊的情況下，綜合技術(shù)不能得到一個(gè)合適的解，就可以通過(guò)優(yōu)化算法快速得到符合設(shè)計(jì)指標(biāo)的耦合矩陣，從而加快濾波器的設(shè)計(jì)速度，節(jié)約更多的時(shí)間。
　　第二，對(duì)超寬帶濾波器綜合，提出了基于新型管狀濾波器的超寬帶濾波器綜合方法。突破傳統(tǒng)管狀濾波器的相對(duì)帶寬不能超過(guò)40％的局限，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)帶寬超過(guò)110%的超寬

3、帶濾波器的性能。此外，根據(jù)位置的不同，有兩種方法可以在此濾波器中添加傳輸零點(diǎn)。對(duì)于濾波器的上阻帶，可以采用添加交叉耦合電容的方式產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)，當(dāng)電容值變大，傳輸零點(diǎn)將會(huì)向通帶移動(dòng)。對(duì)于下阻帶和通帶，采用引入諧振網(wǎng)絡(luò)的方式添加傳輸零點(diǎn)。這樣在任意位置都可以添加傳輸零點(diǎn)，增強(qiáng)濾波器的帶外選擇特性或者對(duì)通帶內(nèi)干擾信號(hào)的抑制能力，極大地提高了超寬帶濾波器的設(shè)計(jì)自由度。
　　第三，對(duì)多通帶濾波器綜合，本文提出了采用多項(xiàng)式綜合方法，結(jié)合最小二

4、乘法極值點(diǎn)迭代技術(shù)，可以分兩個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)多通帶濾波器的綜合。首先采用最小二乘法，對(duì)濾波器特征多項(xiàng)式的極值點(diǎn)進(jìn)行迭代，最后得到濾波器的特征多項(xiàng)式的系數(shù)。然后根據(jù)得到濾波器的特征多項(xiàng)式，計(jì)算得到多通帶濾波器相應(yīng)的耦合矩陣，從而完成多通帶濾波器的綜合。此外，本文將多通帶濾波器綜合技術(shù)與多工器綜合技術(shù)結(jié)合，首次完成了多通帶多工器的綜合。
　　第四，本文首次提出了兩種采用混合傳輸線的階梯阻抗諧振器，該諧振器的混合傳輸線由懸置帶線和微帶線組成。

5、混合傳輸線的小型化特性不是由電容加載產(chǎn)生的而是通過(guò)改變傳輸線的特征阻抗產(chǎn)生的。本文分別對(duì)它們的諧振條件，控制諧振頻率的參數(shù)做了詳細(xì)的理論分析。相對(duì)于傳統(tǒng)的懸置帶線諧振器，它在小型化方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，可用于各種平面電路中。
　　第五，詳細(xì)研究了非諧振節(jié)點(diǎn)技術(shù)，闡述了非諧振節(jié)點(diǎn)技術(shù)的基本原理和元件提取過(guò)程。提出了兩種基于非諧振節(jié)點(diǎn)技術(shù)的耦合結(jié)構(gòu)。第一種耦合結(jié)構(gòu)可以在不增加濾波器面積的情況下，產(chǎn)生一個(gè)可控傳輸零點(diǎn)。第二種耦合結(jié)構(gòu)是