小型化介质双工器设计

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文DOCTORALDISSERTATION（电子科技大学图标）论文题目小型化介质双工器设计学科专业无线电物理学号201221040207作者姓名贾亮指导教师贾宝富教授分类号密级注1UDC学位论文小型化介质双工器设计（题名和副题名）贾亮（作者姓名）指导教师贾宝富教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业无线电物理提交论文日期2015.04论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科技大

2、学2015年06月23日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNOFTHEMINIATURIZTIONDIELECTRICDUPLXERAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:RadioPhysicsAuthor:JiaLiangAdvisor:Prof.JiaBaofuSchool:SchoolofPhysicalElectronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师

3、指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它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谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学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，可以采用影印、

4、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要随着4G时代的到来，小基站在提供大宽带数据业务等方面发挥至关重要的作用，将成为4G网络的主要组成部分。与宏基站相比，小基站最突出的优点是体积小、发射功率小（一般在10W以下）、频谱利用率高等特点。微波双工器作为基站中非常重要的微波无源器件，其性能的好坏直接影响着整个通信基站的性能。因此研制出更高性能，更小体积、研发周期更短的介质双工器是目前通信基站用双工器的主要发展方向。本文设计了一款适用于4G中2.6GHz频段的小型化

5、介质腔体双工器：由多个介质谐振单腔相互连接组成双工器。介质谐振腔是由陶瓷介质材料制作成的带有频率调谐孔的实心介质腔体和具有相同尺寸的金属空腔组成，金属空腔作为介质谐振器表面的屏蔽层，减小介质谐振器的辐射损耗，相邻谐振腔之间通过带金属螺钉的耦合桥进行耦合。本文中提出了一种在介质腔体滤波器中实现电耦合的新型结构：在CT交叉耦合结构中的三个谐振腔交叉使用主模和第一高次模，实现负的耦合系数即电耦合。介质腔体双工器的纵向尺寸比基站中常用的同轴双工器小60%以上，在很大程度上实现了双工器的小型化。本文介绍了一种介质腔体滤波器的小型化方案：以四分

6、之一波长同轴介质谐振器作为谐振单元组成分离腔体介质滤波器。四分之一波长同轴介质谐振器是指在内外同轴导体之间填充陶瓷介质材料，并且谐振器其中一端短路，另一端开路。该谐振器具有高Q值、高介电常数、低稳定系数、体积小等特点，并且由于其自身所具有的特殊结构：介质表面有金属屏蔽层，使得其在作为介质滤波器的谐振单元时可以紧密排布，既减小了谐振单腔尺寸，也减小了谐振腔之间的耦合空间，从而实现了介质滤波器的小型化。本文介绍了两种基于电磁仿真软件HFSS的计算机辅助调试技术：Y矩阵调谐法和协同仿真。传统意义上的调谐方法一般是通过HFSS中的优化算法直

7、接优化滤波器的S参数，有很大的盲目性，耗时较多。而本文中介绍的Y矩阵调谐法较为直观的指出了谐振频率、耦合系数与三维仿真模型尺寸之间的关系，从而可以迅速准确的确定仿真模型尺寸。协同仿真是基于电路仿真软件计算速度远远快于三维电磁仿真软件，将HFSS中的三维仿真模型导入到电路仿真软件AnsoftDesigner中，在Designer中可以快速优化出符合要求的滤波器的S曲线。关键词：小型化，介质腔体双工器，同轴谐振器，Y矩阵调谐，协同仿真ABSTRACTWiththeadventoftheeraof4G,smallbasestationwi

8、llbecomethemainpartofthe4Gnetworkbecouseofitplaysacrucialroleinprovidingbroadbanddataservices.Comparedwithacerstation