工作安排与创新点根据上面的分析，本文认为对于合路器进行优化设计是十分有必要的。本文在前人研究的基础上，对合路器结构以及互调失真进行优化设计，提出利用公共腔结构来满足小型化需求，利用耦合盘结构满足低互调要求。我们通过具体实验，从双频结构论证了公共腔的优势，然后对于抽头结构对的影响进行了理论分析，提出耦合盘结构可以降低失真。最后，依据这两点，我们使用和设计了款四频合路器，同时具有公共腔与耦合盘结构，达到了优化设计的目标。本文主要工作安排第章绪论。本章对本文背景进行综述，结合当前通信产业的发展，讲述了合路器的发展前景，回顾了滤波器的研究历史，并简要概述了无源互调失真的研究历史及现状，最后给出论文的工作安排和创新点。第二章滤波器设计基础。讲述了滤波器的基本知识，重点介绍了使用数学方法实现滤波器综合的理论过程，并对交叉耦合进行理论研究。第三章合路器优化设计。本章分部分，首先讲述了传统合路器的设计，对传统设计方法进行了理论分析，并且给出双频合路器的设计实例。然后讲述万方数据中国计量学院硕士学位论文了本文第个优化设计公共腔结构，本文详细讲述了公共腔结构数学推导的综合实现方法，为了体现该结构的优越性，根据前文传统结构滤波器的设计指标，利用公共腔结构进行改良设计，并加工实物测试，验证了公共腔结构的优势。第三，针对前文双频合路器互调指标较差的问题，本文对影响的可能因素进行分析，初步认为耦合盘相比于抽头线对失真具有改良作用。第四章四频合路器的研究与设计实例。基于第三章的分析与研究，我们利用该章节得出的公共腔与抽头耦合盘结构进行优化设计，并给出了四频合路器的设计实例，使用频是为了更好的体现公共腔的作用。首先，讲述了利用软件实现设计滤波器的基本方法然后利用与对低通结构进行单独仿真确定低通结构尺寸第三，利用确定耦合系数，结合确定合路器带通部分的尺寸。最后将合路器加工调试，满足了设计指标，达到了的低要求。第五章对本文的研究内容进行总结，并且对未来合路器的研究方向进行了展望。本文主要的创新点采用公共腔结构对合路器进行优化设计，节省了谐振腔的数量，使得器件更加紧凑，利于器件小型化的实现提出抽头耦合盘结构替代抽头线结构改善互调失真，使得器件的失真达到以下，达到我们优化设计的目的，对于设计低互调产品具有指导意义采用交叉耦合结构技术，使得带外抑制达到，实现了器件的高抑制要求。万方数据中国计量学院硕士学位论文滤波器的设计原理根据我们在绪论中的概述，我们知道滤波器原理是合路器设计的基础。本章首先介绍了微波滤波器的基本原理，然后对广义切比雪夫滤波器进行了重点研究，将设计指标与电路参数联系起来，为后面合路器的设计作准备工作。微波滤波器的基本理论滤波器基本参数在微波滤波器中，滤波器的基本参数有截止频率插入损耗回波损耗带外抑制相位群时延等。在分析滤波器时，我们通常采用二端口网络分析滤波器。在二端口网络中，四种参数均可以描述网络特性，但在实际应用中，参数最广泛应用于描述网络的传输特性。εΩΩ其中ε表示等波纹系数，Ω是归化低通原型滤波器的角频率，Ω表示以Ω为变量的滤波器的特征多项式，对于如式给定的传输函数，滤波器的插入损耗特性表示为ΩΩ对于个无耗网络，我们知道它是能量守恒的，也就是反射与传输能量不变，将总体视为单位，因此我们可以得到所以，根据公式和我们可以把滤波器的回波损耗表示为Ω−Ω根据上面的分析，我们就可以得到插入损耗与回波损耗的表达式。带外抑制的数学表达式与插入损耗致，均是表示，这两者的区别在于插入损耗表示通带内响应的值，而带外抑制表示通带外个频率点或个频率段的响万方数据中国计量学院硕士学位论文应值。在我们设计滤波器时，滤波器的相位很重要，通常我们使用滤波器的相位关系来比较滤波器的群时延特性，所以首先给出滤波器相位公式Ω根据群时延的定义，我们知道群时延是相移对频率的变化率，它表示滤波器的时延失真，因此我们给出时延函数的表达式ΩΩ−Ω通过上面对几种基本参数的解释，我们对滤波器有了个比较清楚的了解，下面我们将对滤波器展开说明。三种低通滤波器在微波电路中，有三种电路被广泛使用，分别是最平坦型滤波器椭圆型滤波器切比雪夫型滤波器。理想低通滤波器最平坦型低通滤波器切比雪夫型低通滤波器椭圆型低通滤波器图低通滤波器示意图最平坦型滤波器最平坦型也叫巴特沃斯型滤波器，其低通原型滤波函数为万方数据中国计量学院硕士学位论文ε最平坦低通滤波器响应曲线如图所示。切比雪夫型滤波器切比雪夫响应，也被称为等波纹响应，顾名思义，其在通带内具有等波纹特性，如图所示此外，它的过渡带非常窄，在阻带具有很好的带外抑制特性。该响应传输函数的幅度可表示为ΩΩε式中，表示通带内最大衰减，Ω为截止频率。等波纹常数ε与最大衰减的关系有以下公式为−ε椭圆型滤波器椭圆函数低通滤波器的响应曲线如图所示，通带与阻带都具有切比雪夫波纹特性。它是由椭圆函数推导实现，因此称为椭圆滤波器。其阻带衰减极点不全在无限远处，因此可获得很陡峭的过渡带。考虑阶椭圆低通滤波器函数当为奇数时，−当为偶数时，−其中，分别是的全椭圆函数−表示反椭圆函数。最后，我们作出三种滤波器的响应曲线如图所示。为了便于对比比较三种滤波器的性能，这里我们给出的三种滤波器均是阶低通滤波器，三种滤波器的截止频率均是。通过图各类滤波器的比较我们可以发现，最平坦滤波器插入损耗小，带内波动小，具有很好的群时延特性，而且它结构简单容易综合，应用广泛但是它带外衰减下降的慢，可实现带宽较窄。切比雪夫滤波器通带内具有等波纹特性，可实现通带较宽，然而其群时延特性般，相对最平坦滤波器较差其万方数据中国计量学院硕士学位论文带外衰减较好，但过渡带不够陡峭。椭圆函数滤波器因为其通带和阻带都具有等波纹特性，所以通带边缘抑制非常尖锐，然而若想获得较好带外衰减需要增加器件数量，而且由于其结构比较复杂，在实际设计中必须通过增加额外的全通网络用以平衡群时延。图三种阶低通滤波器对比图频率变换与带通滤波器的设计本文设计的合路器是多频段工作的器件，该器件是由若干带通滤波器组合实现，因此，需要对低通模型进行频率变换，以获得带通滤波器的元件值。低通带通图低通原型响应与对应的带通响应示意图为了便于推导，我们假设为变换后的频率变量，为变换前频率变量，二者分别是低通与带通滤波器的变量。低通原型响应与带通响应示意图如图所示。那么我们可以给出由于由低通到带通的映射变换式万方数据中国计量学院硕士学位论文−其中，表示带通滤波器通带的上下两个频率点，−为带通滤波器的相对带宽，为滤波器的中心频率。低通原型滤波器的电感元件经过式变换后可得−−则同理我们可根据式对电容进行频率变换，变换后的元件值为最后，低通原型的两种电抗元件到带通元件的变换示意图如图所示。从图中，我们可以看出，电感变换为电容和电感的串联形式，而电容则变换为二者的并联形式。这对于我们在后面使用串并联谐振分析谐振腔的电路结构有很好的指导意义。图低通原型元件到带通元件变换示意图万方数据硕士学位论文多频同轴腔体合路器的研究与优化设计作者孔博导师叶强教授学科信号与信息处理中国计量学院二〇四年六月万方数据，万方数据中图分类号学校代码密级公开硕士学位论文同轴腔体合路器的研究与优化设计作者孔博导师叶强教授申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业信号与信息处理研究方向微波无源器件二〇四年六月万方数据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万方数据致谢时光荏苒，攻读硕士研究生的两年半有如白驹过隙，在这即将毕业的时刻，我要感谢所有给予我关心帮助的人。首先，我要对我的导师叶强教授表示最真诚的感谢。叶强教授不仅在学术上知识渊博治学严谨，在日常生活中也是和蔼可亲平易近人。叶老师在学术上的指引极大的开拓了我的理论知识，拓宽了我的思维，使我在理论知识方面打下了坚实的基础另方面，叶老师坚信理论要结合实践的原则，推荐我去紫光实习，使我在无源器件设计与无源互调的分析方面有了长足的进步！再次对叶教授表示最诚挚的感谢！其次，我要感谢在我读研期间给予支持鼓励以及帮助的同学和朋友。感谢彭怀亮卢亚飞韩新强程伟谢志毅王孝卫叶兰兰等同学在学习与生活上的互相帮助，感谢李凡郭威苏洁等电科所有老朋友的关怀。正是有了你们的帮助，我才能破解个个难关。同时感谢杭州紫光网络有限公司给我提供了实习平台，感谢杨少平俞国建杨育辉在结构加工与器件设计方面给予的帮助和支持，解决了我结构图纸绘制方面遇到的难题。再次，我想感谢在我背后默默支持我的家人，谢谢你们的理解。最后，谢谢所有关心帮助我的人！孔博年月万方数据多频同轴腔体合路器的研究与优化设计摘要合路器广泛应用于室内分布系统，它是基于滤波器设计原理设计而成的具有多频段覆盖能力的微波无源器件。近年来，移动通信技术的不断发展形成了新旧通信制式网络并存的局面，这就要求通信信道兼具多网络多系统的特点，以满足通信的需求。由于现代制造技术的不断进步，传统结构的合路器已经不能满足小型化高隔离高抑制低互调的要求，因此，对传统合路器进行研究并进行优化设计已经成为当下微波器件研究的热点问题之。本文针对传统合路器综合实现效率低尺寸较大问题，提出利用公共腔结构实现对合路器的改进，该综合方法相比传统设计方案效率更高，节省谐振腔数量，使器件更加小型化。另方面，针对互调失真较差问题，本文提出以耦合抽头盘替代抽头线结构，改善了器件的互调失真指