[發(fā)明專利]一種交叉耦合帶通濾波器及雙工器優(yōu)化設(shè)計方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310037122.3
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103151578A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王少夫
• 申請（專利權(quán)）人: 王少夫
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種交叉耦合無源帶通濾波器及雙工器優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：該方法首先是對傳統(tǒng)帶通濾波器結(jié)構(gòu)進行改進，分析濾波器的性能指標，建立交叉耦合網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)模型，通過頻率變換的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的低通原型法，并給出z域具體的元件值，通過優(yōu)化得出最簡耦合矩陣，可以得到結(jié)構(gòu)緊湊的不對稱等紋波和復傳輸零點帶通濾波器和雙工器，有效的克服了采用直接耦合法所設(shè)計濾波器及雙工器諧振單元過多、體積過大的問題。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，交叉耦合濾波器可以看作是一個二端口網(wǎng)絡(luò)，它的等價輸入導納為；?

其中p＝sL+1/sC，T⁽ⁱ⁾是耦合矩陣M＝[M_ij]_n×n的特征值，T⁽ⁱ⁾是從正交矩陣T的第一行和最后一行得到的，其中T^tMT＝Λ，Λ是對角矩陣。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過達林頓程序可以得出雙終端二端口網(wǎng)絡(luò)，z域的導納矩陣?

。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過分解有理多項式可以得到?

其中R₁和R₂分別為源內(nèi)阻和負載電阻。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，等價電路的z域?qū)Ъ{矩陣Y(z)為?

把(3)、(4)和(5)式相應的系數(shù)進行比較，可以得出耦合矩陣的特征值?

由T⁽ⁱ⁾可以派生出正交矩陣T，則可以得到耦合矩陣M為?

M＝TΛT^t?????????(10)?

其中Δ為對角矩陣，其對角元素為λ_i。?

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，令耦合矩陣為M₀，則矩陣可通過下式變換?

其中R_ii＝R_jj＝cosθ_r，R_ji＝-R_ij＝sinθ_r，(i，j≠1，N)，θ_r是旋轉(zhuǎn)角。?

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通常由上述方法所得到的耦合矩陣中含有不能實現(xiàn)或不需要的耦合，為了消除這些耦合，需要對耦合矩陣進行循環(huán)簡化，這種優(yōu)化對不同的濾波器結(jié)構(gòu)都是可行的。為了解決上述的優(yōu)化問題，使用最小二乘法，當f(P₀)達到最小時，可以得到最佳的耦合矩陣M。?

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，交叉耦合諧振器濾波器可以是由電容，電容和LC諧振器構(gòu)成的等價電路模型。在下面的分析中，假設(shè)諧振器所有的電容C是相同的，同時第i個諧振器支路電感L_i＝L+M_ii，其中M_ii是第i個諧振器的自感，ω₀是諧振中心頻率，L，C用下式得出?

其中Δω為帶通濾波器帶寬.通過優(yōu)化方法，得到最簡化的耦合矩陣M_ij，即可以得到耦合因子K_ij

。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，假設(shè)濾波器的諧振器中所有的電感是相同的，?可以得到耦合因子，將耦合矩陣所有元素M_ij變?yōu)?M_ij，其濾波器的性能不變，則?

C_ij＝K_ijC?????????(17)?

。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)上述理論，把所優(yōu)化設(shè)計的交叉耦合諧振器濾波器通過匹配電容或電感進行并聯(lián)，可以得到所需要的目標雙工器。?