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UHF频段耳蜗式多工器的研究

作　者: 陈鹏
导　师: 吴国安
学　校: 华中科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 耳蜗多工器管状滤波器特高频
分类号: TN631.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 10次
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内容摘要

在现代通信和微波系统中，多工器是重要的无源器件，广泛应用于调频电台、天线合路技术及军事抗干扰等领域。随着通信技术的不断发展，多功器的指标要求也越来越高，总是希望通道滤波器的插入损耗更低、相邻通道干扰更小、结构更紧凑。从仿生学的角度出发，参照人类耳蜗的结构原理来设计多工器是国外近些年来提出的最新概念。为了探索新型的结构，本文所要研究的内容即为耳蜗式多工器。本文首先介绍了传统多工器的典型结构，对比分析了它们的优缺点。接着从耳蜗的生理结构出发，一步一步推导出其机械模型和电路模型。在具体阐明其电路参数的提取方法后，又通过225～400MHz十六通道耳蜗式多工器这个重要的仿真实例来证明设计方法的正确性。为了验证管状结构适合作为通道滤波器的优越性，本文在VHF和UHF频段各实现了一款管状滤波器，实测结果符合设计初衷，并验证了此种结构在低于中心频率处呈容性，高于中心频率处呈感性，在远离通带处输入端残余电纳小，对公共端阻抗影响小的特性。最后，为了实现一款225～300MHz的六通道耳蜗式多工器，利用大型计算软件进行电路参数的提取，然后用微波仿真工具进行电路级和结构级的仿真，并利用网络分析仪对设计加工好的PCB板进行实物的调试。最终的测试结果基本符合设计的初衷，即通道滤波器5%的恒定相对带宽，插入损耗<2.5dB，相邻通道为3.5dB左右交叠，驻波比小于3，带外抑制≥30dB@(1±10%)f0，从而证实了此种多工器结构的可实现性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
1 绪论  8-13
  1.1 研究背景及意义  8-10
  1.2 国内外发展现状  10-12
  1.3 论文安排及主要工作  12-13
2 耳蜗式多工器的电路结构  13-23
  2.1 引言  13
  2.2 多工器的基本理论  13-18
  2.3 耳蜗的电路模型等效过程  18-22
  2.4 本章小结  22-23
3 耳蜗多工器的综合及仿真实例  23-41
  3.1 引言  23
  3.2 通道滤波器为单阶时的两种综合方式  23-28
  3.3 通道滤波器为多阶时的综合过程  28-34
  3.4 UHF 频段 225~400MHz 耳蜗式多工器的仿真设计实例  34-40
  3.5 本章小结  40-41
4 适合耳蜗结构的通道滤波器研究  41-54
  4.1 引言  41
  4.2 典型通道滤波器结构及管状滤波器介绍  41-43
  4.3 管状滤波器的综合方式  43-45
  4.4 VHF/UHF 频段管状滤波器的实现  45-53
  4.5 本章小结  53-54
5 UHF 频段 200~300MHz 耳蜗式多工器的实现  54-70
  5.1 设计目标  54
  5.2 电路级设计仿真  54-58
  5.3 物理结构的实现方式  58-65
  5.4 实物测试及对比分析  65-69
  5.5 本章小结  69-70
6 总结与展望  70-71
  6.1 全文总结  70
  6.2 课题展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-75
附录 1 攻读硕士学位期间完成的研究成果  75

UHF频段耳蜗式多工器的研究

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