基于耦合矩阵修正和空间映射法的滤波器设计

为提高微波滤波器的设计效率,本文提出了一种基于耦合矩阵修正和空间映射法的滤波器快速设计方法。利用空间映射的思想,将滤波器最佳尺寸的求解问题转换成耦合矩阵的逼近问题,并逐步修正耦合矩阵的值。最后应用HFSS设计了一款六腔同轴滤波器,在初值很不好的情况下,经过6次迭代即可几乎得到理想响应对应的最佳尺寸,仿真结果良好,从而证明了此优化方法的快速,可行,高效。     

基于Y参数的快速滤波器设计方法

针对三维全波仿真提取微波谐振腔耦合系数耗时长和提取结果不易被收敛的问题,提出了一种基于等效电路Y参数的耦合系数提取方法,并将该方法应用到改进的渐进空间映射算法的参数提取过程中,提高了滤波器的设计效率。通过一个4腔同轴腔体滤波器的设计实例进行了验证,滤波器的电磁仿真结果与理论综合结果吻合良好,证实了该方法的有效性。     

基于MATLAB的腔体滤波器耦合矩阵诊断调试

根据柯西法提取耦合系数,结合遗传优化算法构建滤波器耦合矩阵的诊断模型,并在Matlab中编程实现了腔体带通滤波器的诊断。通过诊断即从仿真或测试的滤波器S参数中提取的耦合矩阵,与综合的理想耦合矩阵进行比较,对滤波器下一步调谐的方向和幅度进行指导。以一个七阶交叉耦合腔体滤波器的研制为例,通过Matlab与HFSS联合仿真,诊断优化后的回波损耗满足预期指标,验证了该诊断方法的有效性。     

基于遗传优化与矢量拟合的滤波器参数提取

针对传统参数提取方法不适用于有耗滤波器或提取极点不精确,且移除相移复杂或限制条件太多的问题,该文首先通过遗传算法对待处理数据进行优化,提取出由端口高阶模和传输线引入的相位加载,根据采样数据与理论数据的关系移除相移;然后对Y参数矢量拟合推导出耦合矩阵,从而实现参数提取。最后结合五阶梳状滤波器和四阶交叉耦合滤波器的设计来验证该方法的正确性。     

一种VHF 高温超导窄带滤波器的研究

研制了一款VHF频段的六阶高温超导带通滤波器。给出了窄带高温超导滤波器的理想电路模型和S参数曲线,提取了该滤波器结构的耦合矩阵、外部品质因数,用主动空间映射法优化了版图性能。研制的高温超导滤波器中心频率45.5 MHz、相对带宽小于2%,由于采用介电常数为23.75 的铝酸镧作为介质基板,大大缩减电路尺寸至0.053λg2。实测结果表明,该滤波器频率响应整体左偏0.15 MHz,带宽900 kHz,通带内插入损耗小于1.9 dB,带外抑制高达70 dB,与版图仿真结果基本吻合。     

一种用于移动通信四频合路器

摘要：为缩小合路器尺寸,提出一种基于公共腔体的合路器的设计方法。采用广义切比雪夫函数求解出支路滤波器的耦合系数,使用AWR电路仿真软件对合路器电路模型进行优化,提取出合路器的耦合矩阵。最后运用电磁仿真软件HFSS提取出物理尺寸,加工出一款基站用四频合路器。实测结果表明,该器件在通带820~880MHz的损耗小于1.6dB,带外抑制大于40dB@890MHz,与仿真结果吻合较好,具有很大的实用价值。     

Ku波段交叉耦合波导滤波器的精确设计

针对软件优化法设计交叉耦合波导滤波器的耗时性,利用矩形波导设计了Ku波段折叠型交叉耦合滤波器。采用S参数的多项式综合和矩阵消零的方法提取耦合矩阵,设计过程将全波建模和电路模型分析相结合,利用微波CAD软件HFSS分步骤对每个谐振单元及耦合结构进行仿真,以确定其尺寸,避免了对滤波器的软件优化,所得仿真结果与理论值吻合较好。     

双环耦合结构及其在多路耦合器中的应用

腔体宽带超高频(UHF)多路耦合器因其结构原因导致滤波器端口至其合路点的等效电长度过长,造成通带性能下降。为解决这一问题,提出了一种应用于腔体可调带通滤波器的双环输入/输出耦合结构。对这种结构进行了理论分析以及仿真和实验验证。结果表明:利用这种结构能够在不显著降低可调滤波器通带特性的同时实现对其阻带反射特性的独立调节,可以有效减小可调滤波器端口的等效电长度。设计了采用双环耦合结构的同轴腔可调滤波器,并且利用四个双环滤波器制作了四路的UHF多路耦合器,实验结果显示了这种耦合结构的有效性。     

同轴腔体窄带带通滤波器快速设计方法

为了满足卫星用滤波器研制周期短、可靠性高的要求,提出了一种快速设计经典同轴腔体滤波器的方法.该方法通过原型滤波器查表可以计算滤波器节数、耦合常数、群时延、单腔谐振频率、单腔Q值等初始值;通过使用三维电磁(EM)仿真软件得到单腔调谐钉长度和加载电容值的对应关系、两个腔体间耦合系数及端口抽头高度等模型SnP参数;通过电路仿真软件使用集总元件对电容加载的量值进行优化,极大地提高了仿真的速度.最后使用该协同仿真方法设计一同轴腔体滤波器,并对仿真结果进行了验证.     

基于参数提取约束的快速滤波器设计方法

隐式空间映射算法应用于微波滤波器设计能够显著地提高设计效率,但也会因提取参数的不理想造成弱收敛的现象。本文通过对参数提取过程施加限制条件,从而对迭代过程加以约束,较好地避免了弱收敛的问题,改善了算法效率。以差分带通滤波器为例,中心频率为7.85GHz,经过三次仿真迭代获得一组较好的参数指标,进行微调后得到理想的仿真结果,加工实物并进行测量,实测结果与仿真结果较吻合,由此验证了算法的可行性和准确性。     

广义耦合矩阵在多工器设计中的应用

介绍一种新型的适用于耦合谐振器网络的多端口耦合矩阵,它是对过去的双端口网络耦合矩阵的推广。应用多端口网络耦合矩阵可以方便地优化综合多工器,这样得到的多工器由于没有额外的消抗网络,相比过去的设计方案要小型而紧凑得多。通过仿真试验,验证了其有效性,及与理论的一致性。     

多端口耦合问题的等效导纳矩阵

本文提出了一种处理多端口耦合问题的有效方法。在该问题中,各端口波导分别通过一耦合孔与耦合区进行耦合。利用矩量法,首先导出了多端口耦合问题的关于传输模和截止模的等效导纳矩阵的计算公式。在此基础上,考虑到截止模加载于端口波导的特性阻抗,经过适当的矩阵运算,得到仅仅关于传输模的等效导纳矩阵。用此方法计算了一个 H 面 T 形接头的等效导纳矩阵和等效电路参数,所得结果与文献[1]们的结果非要吻合。     

频变耦合双工器的快速综合方法

为了解决频变耦合双工器的快速综合问题，提出了一种耦合矩阵优化综合方法.该方法分通道滤波器综合和优化两个阶段.首先应用推导的双工器特征多项式迭代求解出各通道滤波器的特征多项式，并应用耦合矩阵综合法计算出各通道滤波器的规范耦合矩阵.然后，根据指定的频变耦合拓扑结构，优化逼近规范耦合矩阵.最后，反归一化双工器的频变耦合矩阵得到最终设计参数.电路仿真结果与理论综合结果一致，表明了所提方法的正确性和有效性.该频变耦合双工器快速综合方法保持了较好的通带等波纹特性，且可以根据设计需要，任意指定各通道滤波器的频变耦合拓扑结构.     

频变耦合双通带滤波器的综合方法

为了解决频变耦合双通带滤波器缺少有效综合方法的问题,文中提出一种优化综合方法.该方法首先通过频率变换技术得到滤波器在归一化双通带域内的特征多项式,然后应用经典的耦合矩阵综合方法得到双通带滤波器的全规范耦合矩阵,进而以矩阵的特征值为趋近目标构造目标函数,最后应用梯度优化算法进行优化获得了双通带滤波器的频变耦合矩阵.文中对...     

A multi-port thermal coupling model for multi-chip power modules suitable for circuit simulators

This paper investigates two compact thermal model representations for multi-chip power modules, namely the thermal impedance matrix model and the thermal admittance matrix model. The latter can shape a multi-port thermal network without controlled temperature sources, and can be readily implemented in circuit simulators. The mutual transformation between the two models and their relationship to parameters in the multi-port network are revealed. In addition, practical tips for thermal model parameter extractions based on temperature measurements and curve-fitting are discussed. The multi-port thermal model is verified by simulations and experimental results. It confirms that more accurate temperature estimation can be achieved compared with the thermal model without the thermal coupling effect.     

高速印刷电路板间垂直通孔的建模与分析

通孔是现代高速印刷电路板中最常用的互连结构之一,其在传输信号特别是高速信号时会带来一系列信号完整性问题,因此对其进行准确、快速、有效的电磁建模与仿真将变得极为重要。该文使用一种基于Foldy-Lax方程的全波分析法并结合网络级联理论对其进行电磁建模。在单层垂直通孔结构中,建立柱体通孔间的Foldy-Lax多径散射方程,求得柱体通孔的激励场系数,计算出单层垂直通孔的散射矩阵,再应用多端口网络级联理论便可得到多层垂直通孔的散射矩阵。最后给出了四层垂直通孔散射参数的计算结果,并与已有文献结果进行了比较,两者吻合良好,从而验证了该方法的有效性。     

Design flexibility of an open-loop resonator filter using similarity transformation of coupling matrix

In this letter, the design flexibility of an elliptic-response open-loop resonator filter is achieved through similarity transformation of the coupling matrix. To verify the proposed method, a compact four-pole elliptic-response bandpass filter is designed using the conventional structure with open-loop resonators. Designed filter has the resonators with very narrow spacing for the required coupling coefficient and it is impossible to implement a filter with wider fractional bandwidth. Two possible configurations to overcome this problem are presented through similarity transformation of the coupling matrix. From this design flexibility, a filter with wider fractional bandwidth is designed with realizable design parameters.     

广义切比雪夫滤波器耦合矩阵的优化提取

为了提取广义切比雪夫滤波器的耦合矩阵,通过采用单纯形算法和梯度法相结合,先用单纯形算法进行初步搜索,成功则结束.否则将结果值作为梯度法初值,然后利用梯度法进行二次搜索,从而提取出耦合矩阵中各个元素值.最后,对于给定的滤波器拓扑结构,任意设置有限远处的传输零点位置,运用混合方法编写出的程序提取出耦合矩阵.这种混合算法未增加算法难度而提高了效能.三个耦合矩阵提取实例证明了这种混合方法的有效性.     

SpMV计算的ARM和FPGA异构加速器设计

针对稀疏矩阵向量乘(Sparse Matrix-Vector Multiplication, SpMV)在边缘端实施效率不高的问题,以稀疏矩阵的存储格式、SpMV的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)加速为研究对象,提出了一种多端口改进的行压缩存储格式(Modified Compressed Sparse Row Format, MCSR)与ARM+FPGA架构任务级数据级硬件优化相结合的加速方法。使用多个端口并行存取数据来提高计算并行度;使用数据流、循环流水实现循环间、循环内的并行加速;使用数组分割、流传输实现数据的细粒度并行缓存与计算;使用ARM+FPGA架构,ARM完成对系统的控制,将计算卸载到FPGA并行加速。实验结果表明,并行加速优化后的ARM+FPGA方案相较于单ARM方案最高可达10倍的加速效果,而且增加的资源消耗在可接受范围内,矩阵规模越大非零值越多加速效果越明显。研究成果在边缘端实施SpMV计算方面有一定实用价值。     

电大尺寸目标电磁散射的区域分解计算

提出了电大尺寸目标电磁散射的有限元区域分解计算方法。分析了子区域的有限元解法,建立了区域分解耦合的边界方程,导出了相应的耦合矩阵,并采用了内视法还原了耦合矩阵对称、稀疏的特征,最后研究了不同类型大尺寸目标的雷达散射截面问题并与公开文献结果进行了分析比较。