【摘 要】
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电调谐腔体滤波器是通信系统的核心部件之一,随着5G移动通信技术的发展,电调谐腔体滤波器朝着高频段、高集成度和小型化方向发展,腔体滤波器的结构参数和制造公差对滤波器电性能的影响尤为突出,传统的机电分离设计方法导致研制周期长、性能低和成本高。针对以上问题,本文首先针对腔体滤波器的机电耦合问题,基于场路耦合的方法,建立了腔体滤波器的机电耦合模型。对腔体滤波器的进行热效应分析,采用数值拟合的方法获得腔体滤
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电调谐腔体滤波器是通信系统的核心部件之一,随着5G移动通信技术的发展,电调谐腔体滤波器朝着高频段、高集成度和小型化方向发展,腔体滤波器的结构参数和制造公差对滤波器电性能的影响尤为突出,传统的机电分离设计方法导致研制周期长、性能低和成本高。针对以上问题,本文首先针对腔体滤波器的机电耦合问题,基于场路耦合的方法,建立了腔体滤波器的机电耦合模型。对腔体滤波器的进行热效应分析,采用数值拟合的方法获得腔体滤波器受温度变化所产生的热变形量。研究了在温度场和机械制造因素的共同作用下,结构参数与等效电路中电容电感之间的关系,进而推导出结构参数与电性能之间的表达式,分析了结构参数对其谐振频率和品质因数的影响。其次,提出了一种自适应代理模型的稳健优化设计方法,建立了腔体滤波器的稳健优化设计模型,通过优选结构设计变量,在保证腔体滤波器电性能的同时,放松制造精度要求。在此基础上,采用自适应代理模型的方法实现了稳健优化模型的高效求解。对优化后的制造精度代入到模型中进行电性能仿真分析,验证此稳健优化设计方法的正确性。通过稳健优化分析,在保证满足电性能符合要求的同时,使调谐螺钉的位置度允许公差降低22.2%,调谐螺钉与腔体间垂直度允许公差降低31.6%,调谐螺钉的半径允许公差降低15.5%。最后,设计了一种紧凑高效的电动调谐机构和驱动控制系统,实现了滤波器通带的高效、高精度调节。制作电调谐装置实验样机,并进行了性能精度测试和可靠性测试,确保其能够在工程实践中稳定可靠的工作。
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