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2015届《微波射频》课程设计《LC双工器的设计》课程设计说明书学生姓名学号5021211107所属学院信息工程学院专业通信工程班级通信工程15-1指导教师教师职称讲师塔里木大学教务目录前言 (1)塔里木大学信息工程学院课程设计1 概述 (1)1.1双(多)工器设计的发展概况及现状 (1)1.2微波电路仿真软件ADS简介 (2)1.3双工器的选用及设计方法 (2)1.3.1 双工器选用： (2)1.3.2 双工器的设计方法大致有两种： (3)1.4双工器的要求 (3)1.5双工器的优点和缺点 (3)1.5.1 双工器的优点 (3)1.5.2 双工器的缺点 (4)2 设计过程和内容 (5)2.1同轴腔滤波器的设计方法 (5)2.2滤波器网络拓扑结构 (5)2.3求解交叉耦合矩阵 (6)2.4在A NSOFF中建立仿真模型 (7)3 电路仿真图及结果图 (9)4 结束语 (11)参考文献 (13)摘要随着通信系统日趋复杂化，系统内多收、发信机同时工作的现象日益普遍。
多工器具有将单路宽频信号分割为多路异频或者反之将多路异频信号合为一路的功能。
双工器则是其简单特例形式。
因此，它们是实现多收、发信机共用一副宽频天线同时工作的重要装置，目前已在诸多系统中广泛应用。
与传统通过架设多个独立天线的实现方案相比，避免了由于场地局限引入“天线互耦效应”对系统性能的恶化。
系统组成变得简洁，维护成本也大为降低。
双工器、多工器的广泛使用是现代通信系统发展的必然趋势。
近年来随着通信技术的飞速发展需要传输的信息量猛增,这种情况对双工器技术指标的要求越来越高,而网络综合理论已日趋成熟,发展速度满足不了通信技术迅速变革的要求。
双工器是微波通信、雷达、卫星通信中实现双工通信所必不可少的器件。
它是天线以下进入系统的一个器件,通过将信号分别传输给发射机和接收机,从而实现整个系统的双工通信。
双工器的性能对整个系统的性能有至关重要的影响。
关键词：LC低通滤波器同轴腔滤波器同轴腔谐振器交叉耦合前言双工器是一种专门为解决收、发共用一副天线的问题而设计的微波部件，由发射通道滤波器和接收通道滤波器及连接部件组成，如图 0 所示。
2015届《微波射频》课程设计《LC双工器的设计》课程设计说明书学生姓名学号5021211107所属学院信息工程学院专业通信工程班级通信工程15-1指导教师教师职称讲师塔里木大学教务目录前言 (1)塔里木大学信息工程学院课程设计1 概述 (1)1.1双(多)工器设计的发展概况及现状 (1)1.2微波电路仿真软件ADS简介 (2)1.3双工器的选用及设计方法 (2)1.3.1 双工器选用： (2)1.3.2 双工器的设计方法大致有两种： (3)1.4双工器的要求 (3)1.5双工器的优点和缺点 (3)1.5.1 双工器的优点 (3)1.5.2 双工器的缺点 (4)2 设计过程和内容 (5)2.1同轴腔滤波器的设计方法 (5)2.2滤波器网络拓扑结构 (5)2.3求解交叉耦合矩阵 (6)2.4在A NSOFF中建立仿真模型 (7)3 电路仿真图及结果图 (9)4 结束语 (11)参考文献 (13)摘要随着通信系统日趋复杂化，系统内多收、发信机同时工作的现象日益普遍。
多工器具有将单路宽频信号分割为多路异频或者反之将多路异频信号合为一路的功能。
双工器则是其简单特例形式。
因此，它们是实现多收、发信机共用一副宽频天线同时工作的重要装置，目前已在诸多系统中广泛应用。
与传统通过架设多个独立天线的实现方案相比，避免了由于场地局限引入“天线互耦效应”对系统性能的恶化。
系统组成变得简洁，维护成本也大为降低。
双工器、多工器的广泛使用是现代通信系统发展的必然趋势。
近年来随着通信技术的飞速发展需要传输的信息量猛增,这种情况对双工器技术指标的要求越来越高,而网络综合理论已日趋成熟,发展速度满足不了通信技术迅速变革的要求。
双工器是微波通信、雷达、卫星通信中实现双工通信所必不可少的器件。
它是天线以下进入系统的一个器件,通过将信号分别传输给发射机和接收机,从而实现整个系统的双工通信。
双工器的性能对整个系统的性能有至关重要的影响。
关键词：LC低通滤波器同轴腔滤波器同轴腔谐振器交叉耦合前言双工器是一种专门为解决收、发共用一副天线的问题而设计的微波部件，由发射通道滤波器和接收通道滤波器及连接部件组成，如图 0 所示。
CST中文教程CST 中文教程目录第一章—引言 ................................................................. .............................… 3欢迎 ................................................................. ..................................................................3如何快速上手…………............................................................. ........................................ 3CST DESIGN STUDIO是什么...................................................................... ................ 4CST DESIGN STUDIO的主要应用………................................................................ ...... 4CST DESIGN STUDIO 的主要特征.................................................................. ..............5器件…............................................................... .............................................................. 5分析 ................................................................. ................................................................. 5结果管理………................................................................ .................................................. 5显示....... ................................................................ .. (6)资料.......... .............................................................. ......................................................... 6自动化....................................................................... (6)关于此手册...................................................................... . (7)手册中的一些约定…................................................................... ...................................... 7如何反馈….................................................................... ..................................................... 7第二章— QUICK TOUR.................................................................... ...................8用户创界面结构................................................................................ .. (8)建一个系统...................................................................... ..............................................10添加并连接器件…………………... .................................................... ............................... 11改变Block的性质…………... .......................................................... .................................. 16改变外置端口的设置………………….................................................... ........................... 17仿真.................. ..................................................... . (19)单位设置 ..................................................................... . (19)定义仿真目标………… ............................................................. .......................................20开始仿真………................................................................ ............................................... 23查看仿真结果………............................................................ .............................................24标准显示接口……................................................................. ......................................... 24个性化显示接口性质……………............................................................ .......................... 28用户自定义显示接口 ..................................................................... .............................. 30参数化及优化……………….. ....................................................... .....................................31使用参数……. ................................................................ ................................................. 31使用参数扫频……………….. ....................................................... .................................... 36优化…………………….. ................................................... ...............................................41估计额外的结果… ….. .......................................................... .........................................51获取SPICE 网络参数……………………………………………. .................................. ..... 51基于后加工的模版………….. ........................................................... ............................... 53第三章– BLOCK TYPES................................................................... ................55特殊的blocks …………………............................................... ..........................................56参考Block .............................................................. ...............................…….................. 56复制Block .............................................................. ........................................................ 58CST DESIGN STUDIOBlock .................................................................. ........................ 58CST MICROWAVE STUDIOBlocks.............................................................. .................. 62库Block............................................................... ........... .......................................... 69标准Block ...……....................................................... ..................................................... 75电路Blocks.............................................................. ....................................................... 76Sonnet emBlocks.................................................................. ......................................... 81特殊模块属性.......................................................... …………….......................................82修改模块的版图 ..................................................................... ..……………..................... 82模块的内嵌 ..................................................................... ............…………….................. 82为模块选择求解器 ..................................................................... ............……………....... 84使用插值........................................................................... (85)微分端口……………….......................................................... ........................................... 87第四章—仿真任务……................................................................. ....................90S参数仿真………………...................................................... .............................................90AC 仿真…….............................................................. .......................................................91工作点DC 仿真…….........................................…………................. ...............................93天线插件 ..................................................................... .....................................................94谱线仿真……................................................……………....... .........................................95放大器仿真………........................................................... ..............................................100混频器仿真……................................................................. ...........................................102第五章—与 CST MICROWAVE STUDIO 集成…..........................105示例………….......................................................... ........................................................105CST MICROWAVE STUDIO 模型...................................................................... .........106天线 ..................................................................... .. (106)变换器 ..................................................................... ................................................... 108CST DESIGN STUDIO 建模............……................................................. ................108优化…................................................................ .............................................................113天线计算 ..................................................................... ...........................................117第六章–更多信息…………………………….. .................….......................... .....120例子.................................................................. ..............................................................120在线参考文件……………….......................................................... ..................................120获取技术支持......... .......................................................... (120)宏............................................................................. . (1)21改变记录…... ............................................................ ......................................................121附录A — BLOCK REFERENCE .............................................................. ....122基本Blocks …............................................................... ................................................122特殊Blocks ....................................................................................... . (123)传输线 Blockswhite/yellow ……..............…..................……………....... ....................124微带 Blocksred/yellow ... ......................................................... ...........................125矩形波导 Blocksblue/yellow…………..................................................... ...................127其他波导Blocks.............................................................……. ........................................129基本电路Blocks .….............................................................. ........................................130半导体电路Blocks ........................................……..................... ...................................132射频电路Blocks ………………………………………………………....................... ..........134附录 B —快捷键………......................................................................................140可用的快捷键........................................……………….................. .................................140设计时用到的快捷键Canvas.................................…………………................... ........140 第一章—引言欢迎欢迎使用 CST DESIGN STUDIO 这是一个功能强大使用简单的示意图设计工具它是为复杂系统的快速综合及优化设计的。
1.新建文件，使用Save As命令保存。
2.输入文件名后保存，注意文件名或者路径中最好不要包含中文。
3.开始建模，点击Draw Cylinder，画一个圆腔，输入直径为15.5mm，高度为32mm，点击“确定”之后点击红色按钮，将画好的图形显示在窗口中。
双击下面图中的cylinder1，弹出属性对话框，可以更改其透明度和颜色。
4，开始画谐振柱，首先画谐振柱底部直径9mm部分，点击Draw Cylinder，随意画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，0），半径4.5mm，高度19mm。
然后再画上面直径为12mm的部分，点击Draw Cylinder，以直径9mm圆柱体的顶点为原点随意画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，19），半径6mm，高度10.5mm。
然后画顶部垂下来的圆盘，点击点击Draw Cylinder，以直径12mm圆柱体的顶点为原点随意画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，29.5）半径12.5mm，高度为-4mm。
此时上面的盘为一个实体，我们需要再画一个圆柱体与之相减，使之变成一个1mm后下垂的圆盘。
点击Draw Cylinder，画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，28.5），半径为11.5mm,高度为-3mm。
如下图位置先选中cylinder4，再选中cylinder5，将两者用工具相减。
双击cylinder4弹出属性对话框，我们更改其透明度至0.8，看到相减后的效果。
然后同时选中cylinder2、3、4，用Uinte工具相加为一个整体。
双击cylinder2，更改其透明度为0.8。
上面画的谐振柱中间是一个实体，我们要再画一个圆柱体将中间掏空，点击Draw Cylinder，画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，29.5），半径为5mm,高度为-9.5mm。
先选中cylinder2，然后选中cylinder6，用subtract工具相减。
5移动通信中微带双工器的设计与仿真摘 要 本文介绍了用于无线移动通信中双工器的设计原理和方法，该双工器采用微带发夹型结构，由两个窄带带通滤波器（BPF）通过适当的匹配电路组成。
文中给出了这两个带通滤波器的详细设计步骤，设计仿真结果与实际测量结果吻合良好。
关键词 双工器；带通滤波器；微带；发夹线 中图分类号 TN713Design and Simulation of the Microstrip Diplexerin the Mobile Communication System′Abstract This paper describes the principle of and method for the design of the diplexer in the mobile communication system. The diplexer adopts the microstrip hairpin-line structure. It is composed of two narrow bandpass filters connected with suitable matching circuits. The detailed design process of the two filters is introduced. The results of simulation and measurement are in good agreement.Keywords Diplexer; bandpass filter (BPF); microstrip; hairpin-line目前，微波通信系统的发展异常迅速，微波双工器在微波设备中占有非常重要的地位。
因为在各个微波频段中，各种系统的频率拥挤，再加上多信道实时双向通信的要求，就必须在设备前端设计多通道的波道合成和分离器件。
因此双工器是无线通信中能使接收和发射端同时运作的重要器件之一。
双工器设计全集（二）结构排腔Autocad是针对客户提过技术指标配合腔体给出的尺寸而对结构进行初步的缩写，始大致尺寸初步符合指标仿真的要求，达到自己预先设想的效果！我们根据上一节指标评估软件里面的技术参数，对腔体结构进行排腔。
从软件分析的具体数据上可以看出序列号4resonators:里面数字是6，我们得出的结论是，6腔，也就是说在这个通道里，我们要用6腔来做，使这个具体波形在实际网络分析仪上展现出来就需要用6跟谐振柱，如若这里的数据是7，那么就需要用7腔来做，关键是在于看自己的技术指标，和腔体结构是否达到了客户要求，及成本是否达到了最低限度，假如有些指标我们用六腔就可以做到，但用7腔也可以做到，在相比较情况下，多一腔整体Q 值也就降低，损耗变差，也多跟谐振柱，成本增高，同时抑制变好，所以关键在于看自己的指标来定！假定腔数以后还有一个重要的参数就是抑制点的摆放，也就是我们常熟的零点位置，零点位置就是客户给出的带外抑制，我们需要通过（电感，电容）来压制，当然有些抑制很好，则不需要理会，零点位置在我们的序列号6可以看出具体的频点，这个频点，不是客户提供的标准抑制点，而是我们通过软件分析压制给出的标准频点的一个给定频点，例如：在这个双工器上行滤波器中带宽标准频点是880~909MHz，我们压制的点是隔离度，就是双工器下行滤波器的第一个标准频点930MHz，在波形的大致位置不难看出在通带的右侧，前面我们讲过，如若抑制点在通带的右侧我们就用低通线，反之，在通带的左侧，也就是在边频点880MHz之前的抑制点我们就需要用高通来压制。
现在，我们用Autocad软件，绘制一个长176，宽180的矩形：从这个简易的矩形来看，客户给出了接头的具体位置，及腔体外形的具体尺寸，，现在要做的就是，把这个完整的矩形一份为2，首先看ANT天线端口对准的RX低端，从cad软件查出的尺寸为：长176宽90的一个矩形，在这个尺寸的矩形里面，我们要给他排出6腔及两个零点的具体位置，，在腔与零点位置的结构上，下一个零点位置不能与上一个零点位置相重叠，例如我们在1-3腔加一个零点，那么绝对不能再2-4腔在加零点，这样是实现不了两个零点的，只能从第3腔开始加零点，我们的双工器，腔数如果多的话，尽量避免在天线端口摆放零点，那样会影响我们对公共抽头时延的判断，当然要看我们的结构尺寸大小而定。
双工器设计全集（五）CST仿真单腔
目的：我们运用此软件在这个章节，我们可以学习在这个软件里面，微波工作室针对射频这个模块，腔体内部结构摆放的所有参数的结论的仿真步骤的进行了解，在这里我就学习腔体的的单个腔数的一个具
体尺寸及频率进行仿真，将得出一个非常精确的数据：
1）：整个单腔的中心频率。
2）：谐振柱的内外半径，高度的具体尺寸。
3）：调谐杆的深度尺寸。
首先，我们来打开软件：
在上面的图形就是此软件的桌面，此软件功能相当强大，涉及到多个设计领域，其运用非常广泛，总共有八个模快，针对我们的产品性能来看，我们就只针对第一个模块，微波工作室来运用。
首先我们来警醒简单的模块选择，点击“resonotar”。
点击“resonotar”后，就会弹出下图的桌面：现在我们要知道，进行一个单腔仿真，我们可以分为3个部分来完成，及建立模型，参数设置，计算结果。
下面的图标是我们接下来要建立模型要用到的按键。
根据我们产品设计的需要，看个人排腔习惯，我们的单腔仿真也可以分为方腔，圆腔及不规则腔结构，如果是圆腔就点击上图标中的圆柱体，画一个圆柱体，给出它的具体参数值，如果是一个不规则腔就要给出你排腔中的边具体尺寸，如若是一个方腔就给出它的长宽高尺寸，我们来看看这里要用到的例子方腔单枪仿真，至于以后两种其实已很简单，如若需要我们后面在介绍首先，点击上面图标矩形，按ESC键，就会弹出下面的对话框。
我们要进行参数化建模，以便记录计算的参数;
a,b,c从下面的对话框我们可以得出这样的结论。
他们分别代表腔体的长度，宽度，高度。
腔体的长度设置：
c,腔体的高度设置：
根据上述的步骤，我们就建立好了长宽尺寸为30mm，高度为42mm的一个立方体。
下图为此立方体的可视化效果图;
具体参数目录表：假如我们的设计达不到理想要求，我们可以通过下面的修改参数进行重新运算，就不用逐一去建模步骤里面找设置参数啦！
谐振柱的建模步骤：
点击上面图形以后，直接按一下键盘的“ESC”键，就会显示下面的对话框，
对对话框进行参数设置，在这里，我着重说一点，就是当我们画好一个谐振柱的时候，点击上面图形
中“material”下面的子菜单，把“pec”更改为vacuum,如若画好忘记修改，可以点击桌面母菜单里
componet之子菜单你所画好图形的编号如为solid2,鼠标右击在change material里面进行修改，这一
步非常重要，切记。
我们在这里操作的步骤，都会在桌面的右中框成表格形式表达出来.
谐振柱具体参数1
谐振柱具体参数2
谐振柱具体参数3
谐振柱具体参数4
调谐螺杆的参数设置：
调试螺杆可视化效果图：
图形合并操作：
谐振柱加盘的设置：
谐振盘可视化效果图：
3d效果图：
3d效果图：腔体倒圆角步骤：
倒圆角后的图形：
所有步骤建模完成的可视化效果图：
所有参数表格：仿真达到理想效果后，将记录这里的所有参数，就可以进行机械画图了。
仿真：计算设置
把上面的10改为2，表示所有计算可以得出2个结果可以进行选择。
下图为对称边的设置，这样可以节约运算时间，但不影响计算结果的精确度：
下图就是计算的结果：0.8157GHz我们读出的数据为815.7MHz.我们在这里运算的结果必须是通带正中的那个频率！
在这里，我们的举例双工器频率也是记载运算双工器的通带中心频率低端889~911MHz的中心频率，高端为932~956MHz的中心频率，我就不去计算，大家可以去时常练习，有什么疑难，联系我，单腔仿真就告一段
落，下章节我们介绍，怎么样用此软件仿真窗口。
