微帶功分器和耦合器的研究與設(shè)計.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)計各種高性能的微波功分器與耦合器是國內(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的微波無線通信為應(yīng)用背景,對小型化、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,具體研究內(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度開路短截線和兩種不同電長度開路短截線加載的傳輸線結(jié)構(gòu),從而得出不同電長度開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通過將具有雙頻等效特性的短路/開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。仿真和測試結(jié)

5、果表明該類型功分器具有良好的雙頻工作性能,同時也可用于高功率分配比設(shè)計。
　　 ⑸將具有三頻等效特性的短路/開路短截線加載階梯阻抗線結(jié)構(gòu)(SIL-SS/OS)對傳統(tǒng)Wilkinson功分器中的四分之一波長阻抗分支線進(jìn)行替代,實(shí)現(xiàn)了同時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