《微波濾波器的廣義空間映射法與快速最佳化技術》是依託西安電子科技大學，由吳邊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微波濾波器的廣義空間映射法與快速最佳化技術
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳邊
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在電磁環境日益複雜和頻譜範圍日益擁擠的今天，實現選頻和去噪等重要功能的微波濾波器有時會成為無線通信發展的瓶頸。隨著軍用無線通信和民用移動通信的快速發展，濾波器的結構形式日益複雜，性能要求也日益提高，在此情況下，傳統的矩陣綜合理論和結構最佳化算法的適用範圍已經很難滿足設計要求，因此有必要研究具有普遍意義的濾波器統一綜合理論與廣義最佳化算法。此外，複雜結構濾波器的計算機仿真與人工調試往往費時費力，工程中亟需有效提高濾波器仿真最佳化與後期調試的效率。針對上述問題，本項目採用廣義空間映射法，深入研究微波濾波器的統一綜合理論與最佳化技術，以解決各種拓撲形式微波濾波器的快速精確化設計問題，主要研究內容包括：（1）微波濾波器的廣義空間映射法理論與套用研究；（2）微波濾波器的統一矩陣綜合理論研究；（3）微波濾波器的快速最佳化與機輔調試關鍵技術研究。
結題摘要
本項目採用廣義空間映射法，深入研究微波濾波器的統一綜合理論與快速最佳化技術，以解決各種拓撲形式微波濾波器的快速精確化設計問題。通過三年研究，取得了如下成果： （1）提出了一種改進型漸進空間映射算法，以濾波器等效電路作為空間映射粗略模型，採用等效模型參數提取方法進行參數提取，保證了空間映射算法的穩定性及收斂性；採用電路與結構的曲線擬合技術，將複雜濾波器結構拆分為相互獨立的模組，然後針對各個模組的單元結構尺寸進行參數提取，逐步逼近理想電路值，有效解決了複雜濾波器的快速最佳化問題； （2）採用結構映射法對比研究了微帶開口環與缺陷開口環的諧振和耦合特性，將微帶開口環濾波器設計方法推廣到缺陷開口環濾波器設計領域，設計出各種結構緊湊、性能優越的新型DGS帶通、雙通帶濾波器和多工器； （3）針對現有耦合矩陣最佳化過程中目標函式比較依賴於初始值的情況，提出了一種新的目標函式，為加快目標函式的收斂，推導了其梯度運算公式，數值仿真結果顯示該函式對初始值不敏感而且最佳化時間很短； （4）將頻率變換法套用於帶有交叉耦合的雙通帶濾波器的設計中，提出了三通帶濾波器到歸一化低通原型濾波器的頻率變換公式，建立了級聯型和交叉耦合型三通帶濾波器綜合理論；此外，將公共腔結構的雙工器綜合理論推廣到三工器甚至多工器, 並且給出了詳細的綜合步驟； （5）根據濾波器綜合理論、矢量網路分析儀自動測量技術、基於輔助調試技術及參數提取方法開發了“微波濾波器輔助設計與調試軟體”。該軟體採用Matlab語言開發，具有濾波器和雙工器的綜合設計、輔助調試以及參數提取功能。 （6）採用各種枝節載入諧振器設計了多種小型化平面微帶多模濾波器和多通帶濾波器，採用奇偶模等方法推導了相關的平面濾波器設計理論，並採用廣義空間映射參數提取技術進行濾波器結構的精確設計。
