微帶功分器和耦合器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、微波功分器與耦合器作為微波電路的兩種最基本元件,在微波系統(tǒng)應(yīng)用中發(fā)揮著非常重要的作用,設(shè)計(jì)各種高性能的微波功分器與耦合器是國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)之一。本文基于傳統(tǒng)微帶工藝加工技術(shù),以300MHz～10GHz的微波無(wú)線通信為應(yīng)用背景,對(duì)小型化、高功率分配比、寬帶、諧波抑制、雙頻及多頻帶微波功分器和耦合器進(jìn)行研究設(shè)計(jì),具體研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ⑴提出了兩種實(shí)現(xiàn)方案以解決高功率分配比功分器中高阻抗線的加工難題。第一種方案通過(guò)在傳統(tǒng)功分器結(jié)構(gòu)中

2、加載隔離短截線,降低了高阻抗線的阻抗值,獲得了較大的工作帶寬。第二種方案采用具有高等效特性阻抗的短路平行耦合線結(jié)構(gòu)對(duì)傳統(tǒng)不等分Wilkinson功分器的高阻抗線進(jìn)行等效替代,避免了直接使用高阻抗線,大大降低了結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度的要求。
　　 ⑵建立了缺陷地(Defected Ground Structure,DGS)加載短路平行耦合線的等效電路模型,分析結(jié)果表明DGS的加載可有效降低短路平行耦合線等效特性阻抗,展寬其工作帶寬。在此基

3、礎(chǔ)上將DGS加載短路平行耦合線結(jié)構(gòu)分別等效替代了傳統(tǒng)T型結(jié)巴倫和180。鼠籠式耦合器(Rat-Race Coupler,RRC)中的四分之三波長(zhǎng)分支線,從而實(shí)現(xiàn)了小型化和寬帶化的T型結(jié)巴倫和180°RRC。
　　 ⑶介紹并比較了兩種同一電長(zhǎng)度開(kāi)路短截線和兩種不同電長(zhǎng)度開(kāi)路短截線加載的傳輸線結(jié)構(gòu),從而得出不同電長(zhǎng)度開(kāi)路短截線加載的傳輸線結(jié)構(gòu)具有寬阻帶和高選擇特性,并將這兩種結(jié)構(gòu)分別等效替代傳統(tǒng)90°分支線耦合器(Branch-Li

4、ne Coupler,BLC)和功分器中的阻抗分支線,從而實(shí)現(xiàn)了小型化和寬阻帶諧波抑制性能。
　　 ⑷通過(guò)將具有雙頻等效特性的短路/開(kāi)路短截線加載傳輸線結(jié)構(gòu)替代傳統(tǒng)不等分90°BLC中的四分之一波長(zhǎng)阻抗分支線,從而實(shí)現(xiàn)了雙頻高功率分配比不等分90°BLC;進(jìn)一步提出了同樣具有雙頻等效特性、加工更加靈活的短路短截線加載平行耦合線結(jié)構(gòu),并利用該結(jié)構(gòu)單元研制了雙頻等分和不等分(功率分配比為7:1)Wilkinson功分器。仿真和測(cè)試結(jié)

5、果表明該類(lèi)型功分器具有良好的雙頻工作性能,同時(shí)也可用于高功率分配比設(shè)計(jì)。
　　 ⑸將具有三頻等效特性的短路/開(kāi)路短截線加載階梯阻抗線結(jié)構(gòu)(SIL-SS/OS)對(duì)傳統(tǒng)Wilkinson功分器中的四分之一波長(zhǎng)阻抗分支線進(jìn)行替代,實(shí)現(xiàn)了同時(shí)具有三頻工作特性以及良好功率傳輸、匹配和隔離特性的3 dB Wilkinsoll功分器;在此基礎(chǔ)上采用SIL-SS結(jié)構(gòu)同樣研制了工作性能良好的三頻不等分Wilkinson功分器;進(jìn)一步提出具有四頻等