同轴腔体双频合路器设计与实现
- 格式:pdf
- 大小:416.86 KB
- 文档页数:6
一种带SIR结构的微带宽带双频合路器设计摘要:针对传统同轴腔体双频合路器使用谐振腔耦合级联的方式,导致合路器结构复杂,装配调试难度大,体积大,成本高等缺点。
本文提出了一种带sir结构的微带宽带双频合路器设计方案。
该方案采用在盒体内固定一个介质基板,介质基板上设置一个低通滤波器和一个带阻滤波器将其进行合路。
其中,带阻滤波器采用sir 结构。
可使实物尺寸减小。
实验测量结果与仿真结果基本吻合,结果表明该新型结构可使通带之间有较高的隔离度,具有小尺寸、插损低,易生产和易调试等优点。
abstract: in view of problem that coaxial-cavity dual-band combiner couples by resonator, which causes that the structure of combiner is complex, the assembly and debugging is difficult, bulky, and high cost. this paper proposes a designing scheme of microstrip broadband dual-band combiner based on sir. in the box, a dielectric substrate is fixed,on which a die low-pass filter and a band stop filter based on sir are used to combine. the physical size can be reduced. experimental results and simulation results are basically consistent with each other. the results show that the new structure allows passband to have high isolation, and it has the advantages, such as smaller volume, lower insertion loss, being easier to manufacture and test.关键词:双频合路器;宽带;插损key words: dual band combiner;broadband;insertion loss 中图分类号:tn74 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)24-0190-020 引言在现代通信技术日新月异,随着4g时代的到来,要求无源器件体积小、性能指标优良和重量轻,因此多个频段的合路分路技术发展成为滤波器技术发展的重要组成部分。
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:年月日致谢时光如梭,研究生生活已接近尾声。
回首这三年的研究生生涯,首先要深深地感谢我的导师叶强教授。
叶强老师在学习和生活上都给予我莫大的帮助和关心,百忙之余仍然对我进行传道、授业、解惑。
本论文是在叶强老师的悉心指导下完成,叶强老师为人师表,率先垂范,他渊博的学识,严谨的治学态度,对待科研教育认真负责、创新的态度,永远值得我学习;他缜密的思维以及对待祖国教育事业的献身精神,必将影响我终身,永远激励着我不断前进。
还要感谢我的师兄们,感谢你们在这三年中对我学业和生活上的帮助,在科研时遇到问题时,他们会耐心的对我进行讲解,在他们的指引下,让我从他们身上学到了许多的优点。
特别感谢我的父母,感谢你们对我的付出,养育之恩无以为报,从牙牙学语到研究生毕业,一直照顾着我的生活,教导我做人的道理,让我健康快乐的成长,感谢你们对我的爱。
同时,感谢曾经帮助过我的老师们、同学们,感谢我的室友们陪我一起度过了三年的快乐时光。
最后,衷心地感谢为本论文评阅的专家和教授们!谢谢你们为此付出的辛勤的劳动和宝贵的时间!潘宁2015年6月腔体合路器的研究与设计摘要:随着通信技术的不断发展进步,我国将要面临着2G、3G、4G等多种通信网络并存的局面,势必会导致基站的重复建设,造成资源的浪费。
一种高隔离度的腔体双频合路器的设计陈其豪;叶强;封建华【摘要】设计了一款高隔离的同轴腔体双频合路器。
采用了较多的交叉耦合来增加合路器的传输零点,从而提高了隔离度。
两路滤波器之间采用的是公共腔结构,大幅降低了抽头线对通带的影响。
为了验证该设计的可行性,采用这种结构设计制作了一款针对DSC台式机的合路器。
该合路器的仿真和实测基本达到指标要求。
%Designed a high isolation of coaxial cavity dual-frequency combiner,and used more cross coupling that increasing the transmission zeros of combiner,then the result of this designed isolation has upgrade. As to the struc⁃ture of common cavity between the two filters,combiner has more low-impact of frequency-bandwidth with tap-line. In order to verify the feasibility of the design,we produce a combiner with the structure for DSC Combiner. In the simulation and experimental using the combiner,the conclusion achieves specification requirements.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2016(039)002【总页数】4页(P276-279)【关键词】合路器;隔离度;公共腔;交叉耦合【作者】陈其豪;叶强;封建华【作者单位】中国计量学院信息工程学院,杭州310018;中国计量学院信息工程学院,杭州310018;中国计量学院信息工程学院,杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TN454随着移动通信的迅猛发展,对具有小型化以及高选择性的合路器需求日益增长。
低互调同轴腔体合路器的设计∗潘宁;叶强;孔博【摘要】To meet the requirements of communication system for lower intermodulation,the contribution to passive intermodulation is analyzed and a dual-frequency ( CDMA800 and GSM900 ) combiner by using coaxial cavity de-signed . The coaxial cavity structure is presented using a method of circuit optimization simulation and full wave opti-mization simulation by simulation software Ansoft Designer and Ansoft Hfss. It is found that the measured result is consistent with the design after the combiner is manufactured and measured. So it has the very good application val-ue and prospect among the similar products.%为了满足通信系统对低互调合路器的需求,在结构上对互调进行了分析,采用了同轴腔体结构并设计出CDMA800与GSM900双频低互调合路器,通过用以建立电路模型的仿真软件Ansoft Designer和三维电磁仿真软件Ansoft Hfss分别对合路器进行路仿真优化和场仿真优化,并进行制作与测试,实测结果与设计目标基本一致。
在同类产品中具有良好的应用价值以及发展前景。
新型内置合路器天线仿真与设计张帅【摘要】随着移动通信的发展,为了满足通信市场的需求,提出了一种能满足4G频段的合路器天线.采用内置合路器的方法使天线能工作在不同频段的同时,优化了天线的尺寸,减少了损耗.本文使用HFSS电磁仿真软件对天线阵列进行仿真分析,利用awr软件对天线指标进行优化.实际天线驻波互调稳定,装配简单,指标基本满足要求.%With the development of mobile communication, in order to meet the demand of the communication market, the antenna with built-in circuitcan meet the needs of the 4G band. The antenna can work in differentfrequency bands and optimize the size of the antenna and reduce the loss. In this paper, the HFSS electromagnetic simulation software is used to simulate the antenna array, and the AWR software is used to optimize the antenna array. The actual antenna intermodulation stability, simple assembly, indicators meet the basic requirements.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)018【总页数】4页(P131-133,138)【关键词】天线;合路器;3阶互调;HFSS;驻波【作者】张帅【作者单位】武汉邮电科学研究院湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TN92近年来移动通信的发展速度是越来越快,4G的逐渐普及以及5G的初步研究正是发展迅速的体现[1]。
第3期罗昌桅,等:同轴腔体双频合路器设计与实现229
其中R=Q“,Q。
,、Q。
:为腔体固有品质因数,根据实际情况分别取3000和4000,C与L满足公式L=C=1/(2*P;*f0),将指标要求、耦合系数初值代入模型,进行优化仿真,得到优化后数据如表2.
表2优化后的耦合系数和有载Q值
Table2Optimizedcouplingcoefficientandload—Q
2电磁仿真优化和腔体的实现
以电路优化后的参数为腔体结构设计和电磁
优化仿真的出发点,采用方腔同轴,如图2.在软
件中我们设置了对称面,这样可以使求解的数据
最小化,缩短设计周期.图中内导体的一端短路
(即与外腔体的底面接触),当内导体长度小于四
分之一波长是,等效为电感.另一端开路(即与外
腔体的顶部有距离)等效为电容[7],整体就可以等
效为一个谐振回路.为了让腔体的品质因数Q值
达到最高,使其特性阻抗为76Q左右L83.可以通
过安捷伦的软件APPCAD来确定特性阻抗为76
Q时的内外腔的大小,而通常工程上取70Q,腔
体的谐振频率可以由导体的长度来确定,通过适
当调节内外导体的长度,就看可以达到所需要的
谐振频率。
而腔体所需要的功率,可以通过改变外
腔体的大小来实现.
围2单个方腔的模型
Figure2Modelofsinglesquarecavity
2.1耦合窗尺寸和腔体间距离的确定
对于耦合谐振器对,不管是对称结构的还是
非对称结构的,都可以利用双模分析法求解双腔
之间的耦合系数,在耦合谐振器对同时存在的情
况下如图3,利用HFSS本征模求解器,设置两个
本征频率,这样一次性提取出两个本征频率厂。
和
^,则耦合系数K较强时的情况下(即K值大于
0.1时),其求解公式为:
K=麟㈤
而本文设计的合路器腔体间的耦合系数都是
大于0.1,因此可用(3)式进行求解19j.通过HFSS
设置两腔体之间的距离为变量进行优化仿真,最
后可以得到电路仿真的优化结果K“,如图4.随
着两腔体之间的距离变化得到的K值范围已经
包括电路优化后的K值,因此,根据优化后的K
值选取适当的双腔间距叫值,不需要再开窗等来
改变腔体之间的耦合强度,只需要适当调节耦合
谐振杆的深度来微调两腔之间的耦合系数.
图3双腔耦合系数求解模型
Hgure3Solutionmodelfordual-cavitycoupling
eoeffident
230中国计量学院学报第21卷
图4藕合系数K与双腔之间距离'.,的关系
Figure4RelationbetweenK(couplingcoefficient)andw(distanceoftWOcavities)
2.2端口抽头的设计
在同轴腔合路器的端口设计中,最简单并且有效的一种设计方式是抽头方式,而抽头的实现形式是多样的,其中耦合最强的是接触式耦合[1引.这种方式可以实现强的输入和输出耦合,这种结构适用的相对带宽范围一般在3%到30%.而且利用这种抽头方式所设计的合路器还可以较好的与微波有源电路相连,因为谐振杆与抽头线有良好的接触,结构稳定,输出是50Q的同轴探头可以直接焊接到微带线上.建立如图5的模型,输出端口设置为PML材料(相当于50Q的同轴匹配),通过改变抽头焊接的位置,可以得到所需要的Q值(以电路优化后的有载Q值为准),在HFSS中,通过本征模式求解,得到谐振频率厂,则Q可由公式(4)得到:
Q一—x/R—e_(fi)Zj+jIm_(一f)2(4)
图5同轴腔抽头模型
Figure5TapmodelforCoaxialcavity
经过优化仿真,结果如图6,随着抽头位置(抽头的位置在侧面的中线位置上下移动)的高度户^值的变化,软件算出的有载Q值在l~12之间,最后根据电路优化后的有载Q值来确定抽头的高度.因此抽头的高度为11mm左右,最后在实物测试的时候再进行微调.
图6有载Q值与抽头高度础的关系Figure6Relationbetweenload-Qandph(tapheight)
3合路器的加工和调试
最后按照所得尺寸进行加工,为了得到更好的品质因数和较好的互调值,对加工好的成品镀银,实物内腔如图7.图中a为焊锡,b为镀银的小铜柱,C为镀银的谐振器,图中在公共端口处加上两根镀银的小铜柱是为了加强谐振腔与负载的耦合.合路器在加t、焊接和装配的过程中会出现一定范围的误差,所以在成品后要进行调试得到所需的波形.
图7合路器的实物内腔
Figure7Innercavityofphysicalcombiner
4仿真与实测结果
本文设计的三端口双频同轴合路器,实测时需要分别对两路信号进行测试(即3端口到1端口及2端口到l端口),测试一路信号时,另一路的输入端需接匹配负载,例如测试1、3端口时(端
口标注如图6),2端口需接上匹配负载.而仿真结
同轴腔体双频合路器设计与实现
作者:罗昌桅, 叶强, 王娜, LUO Chang-wei, YE Qiang, WANG Na
作者单位:中国计量学院,信息工程学院,浙江,杭州,310018
刊名:
中国计量学院学报
英文刊名:JOURNAL OF CHINA JILIANG UNIVERSITY
年,卷(期):2010,21(3)
1.唐黎明波导腔体与交叉耦合滤波器的设计 2008
2.WANG Y;YU M True inline cross-coupled coaxial cavity filters 2009(12)
3.甘本拨;万春现代微波滤波器的结构和设计 1973
4.李欣;聂在平交叉耦合模型及其在腔体滤波器中的实现 2004(06)
5.徐鸿飞;朱成钰;刘坚同轴腔带通滤波器的一种设计方法[期刊论文]-微波学报 2004(02)
6.张玉林;洪伟;吴柯一种新型基片集成波导腔体滤波器的设计与实现[期刊论文]-微波学报 2005(z1)
7.清华大学<微带电路>编写组微带电路 1976
8.赵吉祥;曾江波SOC中的平面拐线的等效电路[期刊论文]-中国计量学院学报 2006(17)
9.黄鹏浅谈地铁室内覆盖 2008(03)
10.方勇;彭斌多系统合路时的地铁覆盖解决方案及切换分析[期刊论文]-移动通信 2008(21)
本文链接:/Periodical_zgjlxyxb201003008.aspx。