WCDMA/TD-SCDMA/WLAN四频基站合路器的仿真与设计

论文摘要

目前我国的移动通信市场正处于第二代（2G）和第三代（3G）系统过渡的阶段,尤其是具有我国自主知识产权的TD-SCDMA技术进入开发试用阶段,使的2G,3G多种通信制式同时存在的现象成为必然。目前,在保证有效降低移动通信网络建设成本的前提下,实现2G到3G的过渡最有效的方法就是多网兼容。而在多网共用基站天线的系统中,完成信号分离与合成的多频合路器是实现多网兼容的一个关键。本论文针对移动通信市场的兼容需要,成功设计了一款覆盖WCDMA（上、下行）/WLAN/TD-SCDMA四个频段的合路器,并介绍了其设计理论基础和仿真调试过程。首先,论文从合路器的基础微波滤波器讲起,介绍了滤波器的网络设计理论,重点讨论了广义切比雪夫滤波器的综合设计方法,并针对几种常用结构采用的不同的方法进行了化简,包括利用旋转法实现折叠型结构,利用牛顿—拉夫申迭代算法实现轮型结构和CT,CQ级联结构。通过化简可得到相应结构的耦合系数,为合路器的仿真设计提供依据。其次,论文介绍了微波滤波器实现的具体步骤和方法,并完成对WCDMA上行、WCDMA下行、TD-SCDMA和WLAN四频合路器的设计。由于WCDMA上行与TD-SCDMA频段间仅有30MHz的间隔,这样要为实现60dB以上的带外抑制带来了困难。为此,本文采用交叉耦合技术分别在其带外单侧实现零点,从而有效得提高了带外抑制的效果;另外还对合路端口进行优化设计和仿真,有效得减小了合路端口各系统间的干扰。所设计的新型四频合路器通过信息产业部电子第五研究所元器件检测中心的测试,各项指标良好。最后,论文针对制约滤波器、合路器生产的调试问题,提出一种基于人工的快速调试技术,以有效得的提高调试效率,并且针对这款合路器开发了一套计算机辅助调试系统,用于指导非熟练工人独立完成合路器的调试工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 基站合路器的国内外研究现状
• 1.2.1 基站合路器的发展与现状
• 1.2.2 调试技术的发展与现状
• 1.3 论文的内容安排及创新点
• 1.4 本章小结
• 第二章 微波滤波器基础
• 2.1 滤波器简介
• 2.2 滤波器网络设计理论
• 2.2.1 滤波器的低通原形
• 2.2.2 频率变换
• 2.2.3 耦合谐振腔带通滤波器的变换
• 2.2.4 耦合滤波器的实现
• 2.3 滤波器耦合环结构的分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 广义切比雪夫滤波器综合及耦合矩阵化简
• 3.1 广义切比雪滤波器综合
• 3.1.1 广义切比雪夫多项式
• 3.1.2 滤波器S参数与切比雪夫函数的关系
• 3.1.3 广义切比雪夫多项式的化简
• 3.1.4 耦合矩阵综合
• 3.2 耦合矩阵化简
• 3.2.1 折叠型拓扑结构
• 3.2.2 轮型拓扑结构
• 3.2.3 CT/CQ型拓扑结构
• 3.3 本章小结
• 第四章 四频合路器的实现
• 4.1 滤波器的设计
• 4.1.1 单腔谐振频率的仿真
• 4.1.2 耦合系数的仿真
• 4.2 合路器的设计
• 4.2.1 合路器设计的难点分析
• 4.2.2 合路器的交叉耦合结构设计
• 4.2.3 合路器的端口优化
• 4.2.4 合路器实测结果
• 4.3 本章小结
• 第五章 合路器的计算机辅助调试系统
• 5.1 计算机辅助调试的发展现状和意义
• 5.2 计算机辅助调试系统理论分析
• 5.2.1 调试系统的原理分析
• 5.2.2 合路器调谐螺钉分析
• 5.3 计算机辅助调试系统设计
• 5.3.1 计算机辅助调试系统的系统连接
• 5.3.2 计算机辅助调试系统的程序设计
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士期间发表的论文和研究情况