在无线通信技术蓬勃发展的今天，人们总是希望能使多部收发机共用一部宽带天线。共用一部宽带天线后可以减少天线的数目，更重要的是提高系统的电磁兼容性能[1-3]。目前，武器装备和电子整机系统对S波段多工器的需求越来越迫切。为了在S波段中安置更多的通道以及提高接收机的灵敏度，这就要求微波多工器具有多通带、小型化以及可调性等基本特性。高温超导多工器是由表面损耗极低的超导薄膜制成，与传统的多工器相比，它具有极低的插入损耗，良好的带外抑制和小型化等特点[4-5]。

目前多工器的设计方案多为星点式、多线头以及使用定向耦合器和环形耦合器等。前两种结构简单，但由于匹配网络和滤波器直接连接，导致相邻信道相互影响严重。后两种结构隔离度高，但由于引入了其他器件，造成多工器体积过于庞大[6-7]。该文以一个S波段的四工器为例提出了一种如图1所示的高温超导四工器结构，以半波长开环谐振器为匹配网络，通过平行耦合的方式实现不同通道间滤波器的连接。一方面，这种结构能够有效减少相邻通道滤波器之间的相互影响，使得多工器在工作范围内总输入导纳近似等于输入端的等效电导；另一方面，只需要1/2波长的馈线就可以将多个信道的滤波器并联起来，满足了多工器小型化的要求。对于信道数目很多的多工器直接进行电磁仿真难度很高[8-10]。本文区别于传统的网络综合法，采用基于主动空间映射的设计方法，将粗糙模型的最优参数映射到电磁仿真软件中，大幅缩短了设计周期和降低了设计难度。

图1 高温超导四工器结构框图

1 多工器的电路仿真

表1为一个S波段四通道输出的多工器各信道的具体指标，每个信道带宽为100 MHz。

表1 四工器各个信道的滤波器指标

信道中心频率/MHz频带/MHz带宽/MHz相对带宽/%120502000～21001004．88222502200～23001004．44324502400～25001004．08426502600～27001003．77

对于各通道滤波器的设计，其方法是相同的，下面以通道一为例，介绍其设计方法。

该文采用的电路基板为厚度0.5 mm，介电常数23.75的超导介质板铝酸镧。为满足多工器小型化的要求，采用了平行耦合式发夹滤波器。通道1的设计指标：中心频率f0为2.05 GHz，带宽100 MHz，在f=1.9 GHz及2.2 GHz上衰减不小于60 dB。根据上述指标，采用滤波器的阶数n=5，波纹系数为0.1的切比雪夫低通原型。查表求得低通滤波器原型元件值g0=g6=1，g1=g5=1.146 8，g2=g4=1.371 2，g3=1.975 0，可由下述公式可求得其奇偶模特性阻抗。

(1)

(2)

图5为版图的初步仿真结果，可以看出四工器的通带发生了频率偏移，整体向右平移了96 MHz，带宽减小了6 MHz，输入端口的回波损耗性能变差，尤其是第3和第4通道甚至达到了-15 dB。针对上述问题，本文采用空间映射法，利用电路仿真和电磁仿真存在的映射关系，调整版图中微带线的尺寸以及各个微带线之间的耦合间距，使版图仿真的四工器性能与电路仿真基本吻合，结果如图6所示。最终，四工器的插入损耗<0.1 dB，隔离度>55 dB, 回波损耗<-23 dB。

(3)

Z0e/i,i+1=Z0[1+Z0Ji,i+1+(Z0Ji,i+1)2]

(4)

Z0o/i,i+1=Z0[1+Z0Ji,i+1+(Z0Ji,i+1)2]

(5)

式(4)和式(5)中i= 0,1,2，…，N。Z0o与Z0e分别为微带线的奇模和偶模特性阻抗，BW为带通滤波器的相对带宽，g为标准低通滤波器原型元件值，Z0为滤波器输入输出端口的传输特性阻抗。

设计过程中，基于空间映射法分别对粗糙模型和精确模型进行了优化仿真。该四工器共有57个优化变量，粗糙模型优化一次仅需要30 s，而精确模型优化一次约需要3 h，由此可见粗糙模型的最优参数直接决定了多工器性能的优劣以及设计周期的长短。在电路仿真中该四工器获得了良好的初始响应，经过5次迭代即可达到如图6所示效果。

图2为四工器电路仿真原理图，它由1/2波长的开环谐振器和4个滤波器通过耦合构成。通过调试可以得出，影响多工器性能的主要因素在于匹配网络以及与其相邻滤波器的第一个振子，图3为经过优化后的电路仿真结果。4个信道的回波损耗已到达-24.5 dB，每个信道的带宽为100 MHz，电路仿真满足了设计的要求，初步说明了该设计方案的可行性。

竹子作为建筑材料、二氧化碳封存器和社会助推器的国际接受度正在迅速提高[1-4]。然而，世界上没有哪一个国家充分实现其全部潜力。中国是竹子利用较为先进的国家，并通过大量的国际培训、技术转移和投资鼓励其他发展中国家发展竹产业[5]。中国有可能成为第一个完全完成竹产业集群的国家，但仍然需要填补中国乡村旅游国际化的空缺，以缓解1978年改革开放后快速城市化进程造成的人口迁移现象[6-7]。以竹建筑创新为核心的新基础设施是实现乡村旅游的关键因素[8]。

表2 各阶耦合微带线参数列表

阶数i奇模阻抗i，i+1偶模阻抗i，i+1微带线宽W/mm微带间距S/mm微带线长L/mm040．4166．270．140．299．78147．1353．240．160．999．65247．7852．430．171．179．64347．7852．430．171．179．64447．1353．240．160．999．65540．4166．270．140．299．78

根据电路仿真得到的微带线尺寸在Sonnet当中绘制版图，最终绘制的四工器的版图如图4所示。版图尺寸为 33.7 mm×30.4 mm，在一块直径为2英寸的超导介质板上完全可以进行制作，实现了单片高温超导薄膜上集成小型化的四工器。

图2 高温超导四工器电路仿真原理图

根据式(1)～式(5)算得奇偶模阻抗，再计算出微带线的宽度W、间距S和长度L。由此得到的各阶耦合微带线参数如表2所示。

图3 高温超导四工器的电路仿真图

2 多工器的版图仿真

匹配网络采用半波长开环谐振器，并通过平行耦合的方式实现4个信道的连接。由于多工器各个信道之间的匹配十分复杂，不仅每个信道的滤波器之间有相互的影响，而且新加入的半波长开环谐振器也会对整个电路的性能产生影响，因此单独对某个滤波器或者匹配网络进行调整并不能得到性能优良的多工器。需要找到影响多工器性能的主要参数，调整这些主要的参数，来获得一个理想的初值，再借助计算机强大的仿真能力，对多工器全局参数进行优化，最终得到性能最佳的多工器[11-13]。

图4 高温超导四工器的版图设计

图5 版图初次响应仿真图

其中，i=1,2,3,…,N-1。

图6 回波损耗仿真图

1988 年沪嘉高速公路——我国大陆第一条高速公路建成通车。30年来，我国高速公路发展从无到有，从疏到密，总里程世界第一，创造了世界道路建设史上的奇迹。

由于高温超导测试条件的限制以及铝酸镧成本过高，文中仅给出了版图仿真，通过对文献[14～17]的分析，采用铝酸镧介质基片加工出来的实物和版图仿真回波损耗存在约4 dB的误差，回波损耗为-16 dB，插入损耗则小于0.2 dB。结合文献资料和版图仿真结果，可以提出预测，用此方法加工的四工器，将可以满足回波损耗≤-18 dB，插入损耗≤0.2 dB的设计要求。

找出来、存储好的下一个阶段也就是最为核心的关键环节——处理。没有经过处理的信息数据就如同未经过加工的食品一样是不能够直接使用的，而计算机的数据处理能力也决定了这个信息所能够发挥出的最大价值，可以说处理能力决定了信息是否能够“物尽所用”。

3 结束语

文中提出了一种高效精确的高温超导多工器的设计方法。采用主动空间映射法，解决了多工器设计过程中仿真时间长，设计难度大的问题，同时提出以半波长开环谐振器为匹配网络消除了多工器各信道间的相互影响，实现了小型化的设计要求。最终版图仿真结果与理论基本一致，并且通过大量的文献对实物参数进行了预测，进一步验证了此设计方法的可行性和有效性。

资产证券化使得资产证券化管理更加便捷、有效。现行的贷款体制使得商业银行不得不面对现有资产与负债期限不匹配的风险。通过资产证券化这种手段，可以将那些高风险，低流动性的资产出售，将资金用于投资等高流动性的经济活动或用于贷款来增加资金储备，从而进行合理的风险配备(付敏,2006)。

参考文献

[1] Zhang Xu,Liu Jingping,Yan Shaolin,et al. Miniaturized high-temperature superconducting multiplexer with cascaded quadruplet structure [C]. Camerino:International Conference on Multi-component Superconductivity and Superfluidity,Superconductor Science and Technology,2015.

[2] Chuang Minglin,Wu Mingtien. Microstrip multiplexer and switchable diplexer with joint T-shaped resonators [J].IEEE Microwave Wireless Compon Letter, 2014, 24(5): 309-311.

[3] Cameron R J,Harish A R,Radcliffe C J. Synthesis of advanced microwave filters without diagonal cross-coupling[J].IEEE Transactions on MTT,2002,50(12): 2862-2872.

[4] Feng C,Guo X B,Zhang X P,et al.Design and performance of a compact superconducting duplexer at VHF-band[J].Superconductor Science and Technology,2010,25(10):1959-1961．

[5] Raafat R Mansour,Ye Shen.Design considerations of superconductive input multiplexers for satellite applications[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,1996，44(7):1213 -1218.

[6] Xia Houhai,Zhou Chunxia.Development of high-temperature superconducting filters operating at temperatures above 90K[J].Chinese Science Bulletin,2009,54(19): 3596 -3599.

[7] Lin Y S,Wang P C,You C W,et al.New designs of band pass diplexer and switchplexer based on parallel coupled bandpass filters[J].IEEE Transactions on Microwave Theory Technology,2010,58(12): 3417-3426.

[8] Deng Puhua,Lai Minglu,Jeng Shyh Kang,et al.Design of matching circuits for microstrip triplexers based on stepped-impedance resonators[J].IEEE Transactions on Microwave Theory Technology,2006,54(12):4185-4192.

[9] Lin S C,Yeh C Y.Design of microstrip triplexer with high isolation based on parallel coupled-line filters using t-shaped short-circuited resonators [J].IEEE Microwave Wireless Compon Letter,2015,25(10):648-650.

[10] 葛德勇,张旭,何明,等.基于单端口群时延优化的高温超导滤波器和四工器设计[J].电子学报,2013,41(11):2217-2222.

[11] 汪海英,江海金.2.3 GHz/2.6 GHz腔体双工器的设计[J].电子科技,2017, 30(1):37-41.

[12] Chen Chi-Feng,Shen Tze-Min,Huang Ting-Yi,et al.Design of multimode net-type resonators and their applications to filters and multiplexers [J].IEEE Transactions on Microwave Theory Technology,2011,59(4):848-856.

[13] 宁俊松,张其劭,罗正祥,等.高温超导微波限幅器的研制[J].低温物理学报,2006,28(2):177-181.

[14] Bai Dandan,He Xiaofeng,Li Chao,et al. Development of an L-Band HTS duplexer sub-system with novel stepped impedance resonators[J].Superconductor Science and Technology,2013,26(5):1849-1852.

[15] Macchiarella G,Tamiazzo S.Novel approach to the synthesis of microwave diplexers[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Technology,2006,54(12):4281-4290.

[16] Wang Jia,Zhang Qiang,Cui Bin,et al.An L-band HTS duplexer with improved performance[J].Chinese Science Bulletin,2010,55(31):3527-3532.

[17] Ning J S,Yang K,Luo Z X,et al.Design of high temperature superconducting contiguous-band diplexer[J].Chinese Science Bulletin,2009,54(7):1279-1281.