多波束天線饋電網(wǎng)絡(luò)無源器件的研究與設(shè)計.pdf

1、本文的主要工作是多波束天線饋電網(wǎng)絡(luò)無源器件的設(shè)計與研究。主要的研究內(nèi)容為設(shè)計微帶Bulter矩陣，在微帶電路的基本理論和分析方法的基礎(chǔ)上，對微帶移相器，微帶耦合器進行了深入的研究。設(shè)計了工作在C波段的微帶耦合器，及微帶固定相移移相器，進行了理論分析和仿真。
　　依據(jù)傳輸線模型理論并結(jié)合軟件仿真分析了幾種不同結(jié)構(gòu)的耦合器，并對其進行了小型化研究。在設(shè)計過程中還出現(xiàn)了帶寬不夠的狀況，因此需要展寬耦合器的帶寬。對于傳統(tǒng)的微帶耦合器，其對

2、頻率的敏感度較大，帶寬十分有限，采用多分支的形式可以展寬帶寬，但工作在C波段的耦合器所占面積較大，不適合于在實際中使用，采用并聯(lián)開路線的形式對其進行小型化。但在實際中，由于支線之間距離太近，各支線會產(chǎn)生相互的影響。且工作在高頻部分時，其性能會發(fā)生改變。后采用縫隙耦合形式進行設(shè)計，大大展寬了帶寬，并且進一步縮小了電路面積，最后設(shè)計所得的縫隙耦合3dB定向耦合器，其工作帶寬在4GHz-6GHz，耦合度為3dB±1dB，相差90°±1°。

3、r>　　由于4×4Butle矩陣需要45°的固定相移移相器，于是設(shè)計了兩種45°固定相移的移相器。第一種為用延遲線實現(xiàn)的45°移相，第二種為用雙層縫隙耦合形式實現(xiàn)的45°移相。用延遲線形式的移相器，其弊端是帶寬太窄，改用縫隙耦合形式的移相器設(shè)計后，很好的解決了帶寬太窄的問題，此形式的移相器工作帶寬在4GHz-6GHz，在4GHz-6GH范圍內(nèi)，S11小于-20dB，相位差穩(wěn)定在45°±1°。
　　在研究了3dB定向耦合器和45°固

4、定移相器基礎(chǔ)上，總體設(shè)計4×4Butler矩陣。設(shè)計單層微帶Butler矩陣，在連接耦合器與移相器單元時，需要跨接器連接，跨接器可以使用兩個3dB耦合器并聯(lián)的形式實現(xiàn)，稱為交叉耦合器，但此形式的耦合器損耗較大。若采用雙層縫隙耦合形式的微帶Butler矩陣，交叉線可以分別從上下層走過，無需跨接器，大大的減小了電路的損耗。最后，通過調(diào)整電路結(jié)構(gòu)，綜合考慮電路面積，設(shè)計了雙層微帶縫隙耦合4×4Butle矩陣，在4.4GHz-5.2GHz范圍內(nèi)