多功能功分器一體化研究.pdf

1、射頻前端的小型化是無線通信技術(shù)發(fā)展的趨勢之一，在傳統(tǒng)的射頻電路中，各種無源射頻器件都是分別設(shè)計，然后以級聯(lián)的形式連接在一起，這種設(shè)計方式不利于射頻前端的小型化，因此，作為一種小型化和降低成本的有效方式，無源射頻元件的一體化設(shè)計被越來越廣泛的重視。
　　功分器是射頻前端饋電網(wǎng)絡(luò)中的重要無源器件，本文針對多功能功分器的一體化設(shè)計開展研究，具有一定的理論意義和重要的應(yīng)用價值。
　　首先，本文從功分器的理論出發(fā)，結(jié)合混合模S參數(shù)的分

2、析，提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)單端到差分轉(zhuǎn)化的差分型功分器，實現(xiàn)了功率分配器與巴倫的一體化設(shè)計;其次，結(jié)合濾波器的設(shè)計理論，引入級聯(lián)的階梯耦合線結(jié)構(gòu)，設(shè)計出具有濾波特性的功分器，實現(xiàn)了功分器和濾波器的一體化設(shè)計;最后，結(jié)合前兩部分內(nèi)容，將濾波功分器差分化，設(shè)計出具有濾波特性的差分功分器，進一步實現(xiàn)了功分器、濾波器以及巴倫三種元件的一體化設(shè)計。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新如下:
　　1、分析介紹了混合模式條件下的散射參量，得出了全差分端口和混合端口兩

3、種網(wǎng)絡(luò)下，單端的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)S參量與混合模S參量之間的變換形式。
　　2、以Wilkinson結(jié)構(gòu)的功分器為基礎(chǔ)，將混合模S參數(shù)分析方法和奇偶模分析方法相結(jié)合，通過采用枝節(jié)線加載階梯阻抗線的結(jié)構(gòu)來擴展帶寬，設(shè)計和制作了一款工作于X波段(9-11GHz)的新型單端-差分功分器。測試的性能曲線與仿真的性能曲線基本吻合，在差模激勵下，帶內(nèi)的插入損耗優(yōu)于-4.6dB，輸入端口處的回波損耗都在-15dB以下，輸出端口處的回波損耗在-12dB以下

4、，兩個輸出端之間的隔離性能都達到了-15dB以下，同時，還實現(xiàn)了良好的共模抑制。
　　3、將等效電路方法和電磁仿真方法相結(jié)合，通過采用階梯阻抗線和枝節(jié)線加載諧振器結(jié)構(gòu)，設(shè)計和制作了一款工作于X波段(9.5-10.5GHz)的新型濾波型的功分器，其中，為了使電路緊湊、增加帶內(nèi)選擇性、提高帶外抑制能力，采用階梯阻抗線為耦合線。測試的性能曲線和仿真的性能曲線基本一致，插入損耗優(yōu)于-3.8dB，輸入端口處回波損耗在-17dB以下，輸出端口

5、處回波損耗都處于-20dB以下，輸出端處隔離度性能最大能夠達到-16dB以下，實現(xiàn)了良好的濾波和功分特性。
　　4、結(jié)合前兩部分內(nèi)容，將差分功分器的理論應(yīng)用于濾波功分器中，設(shè)計和制作了一款X波段(9.5-10.5GHz)集功分器、濾波器和巴倫三種器件為一體的新型差分濾波功分器。為驗證電路的性能，對電路進行了加工并測試，從測試結(jié)果中可以看出共模信號被抑制，差模激勵下的輸入端和輸出端回波損耗均處在-13dB以下，帶內(nèi)的插入損耗優(yōu)于-4