礦井無線通信系統(tǒng)中多性能微波功率分配器的研究.pdf

1、無源微波功率分配器作為微波器件中最基本、最重要的組成部分，在各種通信系統(tǒng)前端、天線饋電網(wǎng)絡(luò)等方面起到非常關(guān)鍵的作用。煤礦井下無線通信環(huán)境惡劣，存在大量的煤塵水霧，噪聲干擾大，多徑散射效應(yīng)明顯。因此，研究適合于井下通信環(huán)境的具有雙頻、小型化、反相、諧波抑制、帶復(fù)數(shù)阻抗匹配等多性能的無源微波功率分配器十分必要。
　　本課題由國家科技支撐項(xiàng)目“礦井動(dòng)目標(biāo)監(jiān)測技術(shù)及在用設(shè)備智能管控技術(shù)平臺與裝備(基于物聯(lián)網(wǎng)安全管控技術(shù))”(項(xiàng)目編號：20

2、13BAK06B05)資助，本文主要研究工作如下：
　?。?）為了滿足煤礦井下對功分器雙頻多路的需求，提出了一種雙頻帶多路緊湊型Bagley功分器，相比于原始Bagley功分器和改進(jìn)型Bagley功分器而言，本文提出的Bagley功分器采用耦合線代替輸出端口之間的微帶線，并將級聯(lián)結(jié)構(gòu)的耦合線代替輸入輸出端口之間四分之一波長阻抗變換器的方法，實(shí)現(xiàn)了功分器雙頻帶多路的功能，大大的減小了電路的面積。
　?。?）為了避免差分電路或差

3、分系統(tǒng)中出現(xiàn)雜波對通信系統(tǒng)造成影響，采用開路枝節(jié)和短路枝節(jié)抑制諧波的方法，提出了一種三層帶諧波抑制功能的反相功分器，實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)可控的頻段和任意偶數(shù)階諧波進(jìn)行抑制的功能。通過使用奇偶模分析方法，建立數(shù)學(xué)模型，求解電路參數(shù)，而且對電路能夠抑制的諧波進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
　?。?）為了使功分器能夠直接和射頻有源差分電路或差分系統(tǒng)相連接，避免使用多余的阻抗變換器，提出了兩種具有復(fù)數(shù)阻抗變換功能的三層反相功分器，采用單根微帶線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)數(shù)

4、源阻抗到復(fù)數(shù)負(fù)載阻抗的匹配，通過理論分析表明第二種電路結(jié)構(gòu)相比于第一種，由于采用了不同的隔離網(wǎng)絡(luò)，因此具有更加緊湊的電路結(jié)構(gòu)。
　?。?）為了滿足雙頻差分天線和雙頻差分系統(tǒng)的需求，采用T型、L型和PI型的雙頻帶阻抗變換器，提出了兩種適用于大功率情況下的雙頻帶反相功分器。兩種電路結(jié)構(gòu)均能工作在兩個(gè)獨(dú)立的頻率處，實(shí)現(xiàn)雙頻帶的功能。這兩種反相功分器相比于目前存在的反相功分器，具有更加簡單的電路結(jié)構(gòu)和解析方法。
　　以上研究成果滿足