基于磁耦合的矩形波導(dǎo)-微帶過渡電路研究及應(yīng)用.pdf

1、本文由四部分組成：第一部分為引言，第二部分為課題的理論基礎(chǔ)，第三部分為本文的主要內(nèi)容—基于磁耦合原理的矩形波導(dǎo)-微帶過渡轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)與分析，第四部分為基于磁耦合原理的矩形波導(dǎo)-微帶過渡電路的應(yīng)用。
　　隨著毫米波技術(shù)的發(fā)展，毫米波混合集成電路與單片集成電路在通信、雷達(dá)、制導(dǎo)以及其它一些系統(tǒng)中得到廣泛地應(yīng)用，微帶傳輸線正在越來越多的場(chǎng)合取代金屬波導(dǎo)，成為制作毫米波集成電路的重要傳輸線。但由于矩形波導(dǎo)具有功率容量大、損耗小、無輻射損

2、耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、Q值高的特點(diǎn)，因此在微波毫米波電路和系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在許多毫米波實(shí)驗(yàn)設(shè)備的輸入輸出端口均為波導(dǎo)形式。為了便于電路的測(cè)試、傳輸以及獨(dú)立微帶電路之間的連接，如何實(shí)現(xiàn)矩形波導(dǎo)與微帶間的低損耗電路轉(zhuǎn)換就成了微波毫米波技術(shù)研究的重要內(nèi)容。
　　目前工程應(yīng)用中所采用的矩形波導(dǎo)-微帶過渡轉(zhuǎn)換電路，主要形式有矩形波導(dǎo)-對(duì)極鰭線-微帶過渡、矩形波導(dǎo)-脊波導(dǎo)-微帶過渡、矩形波導(dǎo)-微帶探針過渡典型結(jié)構(gòu)，所有這些過渡轉(zhuǎn)換電路都是基于矩形

3、波導(dǎo)內(nèi)電場(chǎng)激勵(lì)的方式，完成矩形波導(dǎo)和微帶線兩者主模之間電磁場(chǎng)模式轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)電磁信號(hào)在兩種不同傳輸媒介之間進(jìn)行傳輸，而基于磁場(chǎng)耦合原理的過渡轉(zhuǎn)換電路幾乎未見報(bào)道。
　　本文提出了一種基于矩形波導(dǎo)內(nèi)主模磁場(chǎng)激勵(lì)原理實(shí)現(xiàn)矩形波導(dǎo)-微帶過渡轉(zhuǎn)換的新型電路，該結(jié)構(gòu)利用矩形波導(dǎo)內(nèi) E面微帶基片上的環(huán)形金屬條帶電路，以及一段部分填充介質(zhì)的內(nèi)矩外矩的偏心同軸線，實(shí)現(xiàn)了矩形波導(dǎo)和微帶線兩者主模之間電磁場(chǎng)的模式轉(zhuǎn)換，整個(gè)過渡轉(zhuǎn)換電路具有插入損耗小

4、、頻帶寬、結(jié)構(gòu)緊湊、免調(diào)試等特點(diǎn)。應(yīng)用高頻仿真軟件CST，在Ka波段對(duì)該過渡轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行了仿真，并利用其仿真值，實(shí)際設(shè)計(jì)制作了一對(duì)背靠背的實(shí)物電路，背靠背實(shí)物測(cè)試結(jié)果表明，在27GHz～40GHz的頻率范圍內(nèi)，插入損耗小于1.2dB，回波損耗優(yōu)于13.5dB，帶寬特性和平坦度都很好，與仿真結(jié)果基本吻合。
　　作為應(yīng)用，本文通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)利用基于磁場(chǎng)耦合矩形波導(dǎo)-微帶過渡器的低噪聲放大器，同時(shí)為該放大器設(shè)計(jì)制作了一個(gè)時(shí)序加電直流