基于特征多项式的微波双工器快速综合方法

文章在滤波器多项式综合的基础上,将多项式综合技术从传统的双端口网络拓展到三端口网络,实现了微波双工器的精确、快速综合,并有望将此技术应用于微波多工器的设计。     

一种S频段同轴双工器设计

针对传统双工器设计采用全尺寸建模计算方法的复杂性,提出了一种新的双工器设计方法,应用等效电路与腔体模型协同设计,可以快速、准确地求得双工器结构参数。文章设计了一种1/4波长谐振腔结构的S频段同轴双工器。首先通过等效电路仿真计算求得腔体间耦合系数及品质因数,然后通过腔体建模仿真,反演出双工器的结构参数,并加工实物。实测结果表明:该双工器具有低插损、高隔离的特点,通带插损小于0.75dB,驻波小于1.32,通道隔离度大于95dB。此方法可为其他频段同轴双工器设计提供参考。     

微波滤波器和星载输出多工器中耦合孔的精确计算

通过计算波导结的Ｓ参数和多端口散射矩阵的级联，得到腔间耦合和输入／输出耦合孔的耦合系数。计算了频段多种尺寸的孔的耦合系数，并与文献、实验数据进行了比较，吻合较好。设计了一个Ｋｕ频段６阶类椭圆函数滤波器，实验性能与理论结果一致。     

一种微波滤波器机辅调试的新方法

微波滤波器的机辅调试(CAT)是微波工程中较新的领域。本文提出并介绍了一种可用于微波滤波器机辅调试的新方法，其主要过程为：采集矢量网络分析仪上被测滤波器的网络S参数，通过优化、拟合得到网络参数的有理函数模型，运用网络综合理论和矩阵旋转变换理论，提取被测滤波器的耦合矩阵，将此矩阵与原始设计矩阵进行比较，可得出被测滤波器中所有参数偏离目标值的偏离量。由此，可指导试验调试。为说明该方法的有效性，文中给出4个例子：4阶2极点类椭圆函数滤波器、7阶切比雪夫滤波器、5阶3极点不对称滤波器、10阶8极点自均衡类椭圆函数滤波器。试验结果表明：即使滤波器严重失谐、耦合系数与目标值差别很大，该方法仍能有效。该方法为微波滤波器的机辅调试提出了一个很好的思路，是提高批生产能力的一个有益尝试。     

波导R型开关射频转子的设计方法

根据波导R型开关的工作原理，介绍了波导R型开关射频转子的设计方法。通过对1/4波长阻抗变换器以及非工作状态通道本征模的研究，将该理论应用于波导开关转子设计当中。该方法可有效满足对波导开关低插损、低驻波以及高隔离度的性能需求。通过相关理论计算给出了各微波参数的控制方法，结合HFSS仿真软件并通过优化最终得到理想的波导R型微波开关，实测与仿真结果一致性好。     

自适应频率插值（AFS）技术在滤波器EM设计中的应用

文章采用了基于Neville算法的自适应频率插值（AFS）技术,减少了计算滤波器S参数特性的时间。Neville算法是一个迭代的算法,在迭代的过程中得出插值多项式,因此不需要矩阵求逆,防止了矩阵病态产生的误差,增强了数值的稳定性。分析结果显示,AFS不仅节省了计算时间,也有较高的插值精度。     

波导双工器的快速精确设计

文章结合模式匹配法和多模导纳矩阵理论，对波导型双工器进行分析设计，开发了一种快速精确的波导型双工器的设计程序，给出双工器设计中需要注意的关键技术问题。设计制作了含有弯波导结构的Ku波段双工器，理论与实测曲线吻合良好，为设计波导双工器提供了一种思路。     

星载设备中的微放电现象分析

在通信及广播卫星中,转发器输出部分的设备及发射天线部件需要同时经受多个高功率载波信号。其中最典型的部件就是输出多工器(包括通道滤波器,折叠波导)、谐波滤波器、大功率隔离器、天线的收发双工器、天线馈源等。如果设计不当,则当高功率射频信号通过这些设备时,会产生微放电现象,造成卫星设备的功能失常甚至损坏。因此,避免及消除微放电现象的发生,意义非常重大。本文描述了欧洲在星载设备微放电设计方面的进展并对其进行了分析。     

矢量拟合法在滤波器参数提取中的应用

文章介绍了对滤波器进行参数提取的解析方法,并对关键的导纳参数Y曲线拟合准确性进行研究。通过与常规的最小二乘法求解超定方程组进行结果对比,给出了一种用于准确拟合导纳矩阵l,参数的方法——矢量拟合法,最后用8阶滤波器的S参数进行验证。     

微波双通带滤波器多项式综合技术

文章提出了一种新的微波双通带滤波器多项式综合技术,这种方法将频率转换与优化方法结合,与频率转换方法相比较,文章中提出的新方法不仅能够有效地综合出具有等波纹响应特性的对称双通带滤波器的s参数多项式,而且对于两个不对称度很高的双通带也同样有效。文章最后给出了相应的设计实例,验证了该方法对所有双通带多项式综合的有效性。     

非接触式低无源互调波导滤波器

无源互调(passive intermodulation, PIM)是微波部件及系统中一种常见的非线性干扰,对卫星及地面通信均有着普遍影响。不良金属电接触所导致的接触非线性是PIM的主要根源。将间隙波导技术原理与PIM问题相结合,提出通过非接触电磁屏蔽消除微波部件中的金属接触,实现了稳定高效的PIM抑制效果。首先以槽间隙波导为例,开展了非接触式波导传输线的PIM实验研究,进一步采用串联短路枝节结构,设计研制了一种Ku频段非接触式波导低通滤波器。实测结果显示,非接触式滤波器在具有优秀电磁传输性能的同时,其PIM电平基本保持在测试系统残余PIM电平附近,且不受表面处理及连接力矩影响,获得了稳定的低PIM特性。该工作可为低PIM微波毫米波部件及系统设计实现提供一种新的思路。     

基于3D打印技术的微波开关设计与实践

文章介绍了一种基于3D打印技术的R型波导开关的设计方法,并对影响微波开关性能指标的射频参数、切换时间进行了验证。验证结果表明,微波开关的射频指标无恶化,切换时间缩短,微波开关可靠性得到提升。通过3D打印技术的应用,减轻开关重量17%以上,生产周期缩短60%以上。文章论述了微波开关射频指标、切换时间的设计过程和验证结果,解决了X频段R型波导开关切换时间长和重量大的不足,为波导微波开关制造提供了一种新的途径。     

圆波导侧壁耦合结构电磁计算方法研究

文章叙述了一种圆波导侧壁耦合结构的电磁计算方法,即拓展边界模式分析法。这种方法是基于平面波表示技术和拓展边界概念的基础上进行的。电磁计算的结果与有限元软件的计算结果进行了对比。实际可应用于侧壁耦合圆波导滤波器I／O耦合、腔体之间耦合的设计计算。     

基于1/4环状T型结构的源——负载耦合带通滤波器

为了得到小尺寸、低损耗和低成本的射频带通滤波器,文章提出了一种利用1/4环状T型结构和源——负载耦合结构的带通滤波器(BPF)。1/4环状T型结构可以减少滤波器尺寸和方便中心频率的选择以及带宽的设计。同时根据信号多路径传输产生零点原理,在滤波器的输入和输出端之间加入可控耦合元件,因此采用源——负载耦合结构,从而增加传输零点,提高滤波器的阻带抑制性。文中最后设计和制作了一个插入损耗为0.16d B、回波损耗为-18d B、相对带宽为14%、中心频率为2.4GHz的小型滤波器,并对其进行了测试,测试结果与仿真结果吻合良好,说明这种设计方法是有效的。     

Ka波段微波通道的仿真设计

简述Ka波段微波通道的设计要点,以Agilent ADS软件为平台建立仿真模型,选用S参数和谐波平衡仿真工具对接收和发射信道进行设计仿真,得到了满足信道要求的仿真指标,其中接收信道变频增益10dB,噪声系数11.5dB,发射信道输出功率28dBm,变频增益23.7dB,实现了微波通道方案的可行性验证。     

一种新型窄带高性能带通滤波器的设计

在现代通信系统的射频前端中，微波带通滤波器是必不可少的重要器件。带通滤波器设计中，由于微带线的平面结构、加工方便及低成本等特点而成为最常用的微波滤波器实现方式。文章提出了一种集低插入损耗、高选择性、结构紧凑多种特点于一体的高性能窄带微波带通滤波器的设计方法。该种滤波器由基于平行耦合线和准集总电感耦合形式的四分之一波长短路谐振器实现。相比于常规滤波器，使用该种方法设计的滤波器可以集多种优势于一体，充分利用了微带传输线结构的特点。四级级联滤波器的耦合矩阵及网络变换方法被应用于该滤波器的设计并进行了详细的理论分析。为了验证本文提出方法的有效性，使用本文设计方法仿真设计了一个中心频率为1.575GHz的滤波器并进行了加工测设，仿真与测试结果的良好吻合充分证明了设计方法的有效性。     

消失模波导滤波器的新结构

在已有的消失模波导滤波器设计理论的基础上 ,使用了两个错开又互相垂直的单杆或双杆并联容性元件和一个“45°”耦合螺钉的新结构 ,设计了二阶消失模波导滤波器 ,并以此结构作为一个基本单元 ,研制了四阶的椭圆函数滤波器。其高频仿真软件HFSS仿真的电性能和实测的实验件电性能良好。该结构可以扩展设计多种函数的小型多阶的消失模波导滤波器。     

一种基于波导结构的大功率合路器设计

文章基于对波导结构的分析,提出了一种大功率合路器的设计。波导结构标准的E面T型结能够对功率进行分配/合成,但其枝节的端口响应及枝节间的隔离使得其无法直接用于功率合成/分配。将溅射薄膜电阻后的陶瓷基片引入T型结中,并对T型结的枝节段进行尺寸优化,得到一个端口匹配且隔离度良好的合路器。基于对波导特性、匹配网络理论的分析,设计了一个覆盖Ka频段的功率合路器。     

基片集成波导带通滤波器的研究进展

文章介绍了应用于微波毫米波电路中的基片集成波导（SIW）带通滤波器。结合近几年国内外SIW带通滤波器的研究成果,从SIW带通滤波器的设计方法和滤波性能等方面阐述了SIW带通滤波器的发展状况。     

微波滤波器腔体Q值研究与分析

针对微波滤波器的某些特殊设计要求或加工制造缺陷造成滤波器中某一或某些腔体Q值降低的情况,分析了其对滤波器性能可能造成的影响并提出了工程中可实现的解决办法。首先研究了传输模式以及调谐螺钉深度对谐振器Q值的影响;然后通过理论推导得到滤波器某一或某些谐振腔体Q值下降对频率变量矩阵的影响公式,进一步通过MATLAB实现对5阶带通滤波器某一腔体Q值下降的情况进行综合与结果分析,并据此提出通过调节调谐螺钉适当增加滤波器输入输出与腔间耦合的方法来有效的减小Q值变化带来的不利影响;最后采用Designer进行电路级仿真,验证理论推导结果的正确性。研究结果表明:谐振腔体Q值的降低会造成滤波器驻波带宽增加、整体性能变差,并且越靠近拓扑结构中心腔体Q值的改变对整个滤波器性能造成的影响越大。当滤波器中某些单腔Q值的降低在一定范围之内,则可以通过调节耦合螺钉来提高滤波器输入输出与腔间耦合,以有效的减小其带来的不利影响。文章结论可为研究与解决微波滤波器Q值降低造成性能变差问题提供一定理论指导价值与实际工程意义。