寬帶帶狀線定向耦合器的設(shè)計.pdf

1、本文比較詳細(xì)的闡述了兩種寬帶帶狀線定向耦合器的設(shè)計方法，其頻率帶寬分別為2～18GHz和0.5～18.5GHz，耦合度分別為-20dB和-10dB。對前一種寬帶耦合器采用了非對稱多節(jié)側(cè)邊耦合帶狀線技術(shù)，對后一種采用了非對稱漸變偏置耦合帶狀線技術(shù)。兩種寬帶帶狀線耦合器的基礎(chǔ)都是單節(jié)耦合帶狀線，而單節(jié)耦合帶狀線又是構(gòu)建在帶狀線基礎(chǔ)上的，所以本文首先詳細(xì)的闡述了帶狀線的各種性質(zhì)。由于帶狀線傳輸?shù)腡EM模，本文特別關(guān)注了帶狀線的TEM特性。

2、 分析耦合帶狀線的主要方法是奇偶模法。本文根據(jù)奇偶模法分析了三種常用的耦合帶狀線，分別為側(cè)邊耦合、寬邊耦合和偏置耦合帶狀線。對于這三種結(jié)構(gòu)，奇偶模阻抗的求解是最重要的問題，因為奇偶模阻抗決定了耦合器的尺寸參數(shù)。對于寬帶耦合器，其奇偶模阻抗的求解是一個比較復(fù)雜的過程，也是設(shè)計的難點所在。所以本文在討論兩種寬帶帶狀線定向耦合器的設(shè)計方法時，將重心放在了奇偶模阻抗求解上。 對于非對稱多節(jié)耦合傳輸線，其分析方法的基礎(chǔ)依然是奇偶模法。

3、將多節(jié)耦合傳輸線等效為多節(jié)階梯阻抗濾波器的級聯(lián)，根據(jù)微波網(wǎng)絡(luò)理論就能得到多節(jié)耦合線的衰減函數(shù)LA和反射系數(shù)Γ。為了實現(xiàn)等波紋變換，選擇使衰減函數(shù)或反射系數(shù)為切比雪夫多項式，并引入理查德變換，就可以對切比雪夫多項式形式的反射系數(shù)Γ求解，利用解出的根即可得到相應(yīng)的偶模阻抗。在第四章將看到這是一個復(fù)雜的綜合過程，須借助計算機(jī)來完成。本文選擇了側(cè)邊耦合來實現(xiàn)2～18GHz、耦合度為20dB的寬帶帶狀線定向耦合器。標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試結(jié)果表明，利

4、用多節(jié)耦合線設(shè)計的耦合器能夠在寬頻帶范圍內(nèi)滿足需要的技術(shù)指標(biāo)。 為了進(jìn)一步拓展帶寬，就需要采用漸變耦合線技術(shù)。漸變耦合線的核心方法是在漸變線上取很小的一段耦合線，將其看作平行耦合線，利用積分的方法得到相應(yīng)的耦合響應(yīng)曲線，這個積分恰好是一傅里葉變換，對其求傅里葉反變換就能得到對應(yīng)的耦合系數(shù)表達(dá)式k(x)，進(jìn)而求得相應(yīng)的奇偶模阻抗。但耦合響應(yīng)往往是很復(fù)雜的函數(shù)，直接求解其傅里葉反變換很困難，所以多用多項式逼近的方法得到耦合系數(shù)k(x