基于GA与PSO算法的多频Wilkinson功分器优化设计

【摘要】近年来随着现代无线通信的快速发展与微波频段的多频传输,功分器作为现代射频无线通信系统中不可或缺的重要无源器件之一,用来进行传输信号功率的多路分配与组合已被广泛应用,伴随着多频带通信系统的发展需求,传统的单频功分器已经不能满足传输需要,进而多频功分器的设计与研制具有十分重要的实际应用价值,在多频功分器的设计中引入遗传算法与粒子群算法作为优化算法,减少了繁琐的公式推导计算过程,有效的提高设计效率与准确性。首先本文介绍了Wilkinson功分器的发展背景,并且对遗传算法和粒子群算法发展进行了概述。对Wilkinson功分器的基本特性与基本原理进行了描述,由基本传输线理论将双频阻抗变换器设计引入到双频Wilkinson功分器设计中,用奇偶模分析方法对双频功分器进行了奇模与偶模分析推导,给出了双频功分器相关设计参数。进一步对多频Wilkinson功分器进行了详细公式推导分析,设计出三频,四频与五频Wilkinson功分器,给出多种不同频点要求下的相关的设计参数与仿真结果,仿真结果显示在所设计频点处均达到理想匹配值。接着对于实际射频电路中的频变负载情况,对多频频变Wilkinson功分器用奇偶模分析方法进行分析,设计出三频频变Wilkinson功分器并进行了仿真,而针对当设计频率跨度太大所出现的谐波干扰问题,通过遗传算法进行优化与改进阻抗变换器结构良好实现了谐波的抵消。最后对三频与四频功分器进行版图设计与实物制作,并用矢量网络分析仪进行性能测试,测量结果与所设计结果吻合,在所要求频率处匹配良好,证明将遗传算法与粒子群算法引入设计多频功分器的正确性。
【作者】张毅；
【导师】陈明；
【作者基本信息】西安邮电大学，信号与信息处理，2013，硕士
【关键词】Wilkinson功分器；微带线；多频带；粒子群算法(PSO)；遗传算法(GA)；优化算法；

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