本文選題：分支線耦合器 + 環(huán)形耦合器��； 參考：《西安電子科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展,尤其是WLAN技術(shù)的發(fā)展,單頻段通信已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)要求,系統(tǒng)內(nèi)的微波器件需要能夠同時在兩個甚至多個頻段內(nèi)工作。因此,為了與現(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展相適應(yīng),小型化、寬帶、多頻帶無源器件的設(shè)計成為必需。定向耦合器作為微波、毫米波系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件,直接制約著整個系統(tǒng)的性能,因而小型化、多頻帶微帶定向耦合器的研究也越來越受到重視。本文圍繞雙頻定向耦合器的小型化開展研究工作,主要設(shè)計了兩種常用的定向耦合器:分支線耦合器和環(huán)形耦合器。論文首先提出了一種新的小型化雙頻分支線耦合器。通過在傳統(tǒng)分支線中間加載半橢圓環(huán)阻抗短截線實現(xiàn)了分支線耦合器的雙頻工作。半橢圓環(huán)阻抗短截線的引入增加了設(shè)計自由度,通過改變半橢圓環(huán)阻抗短截線的阻抗和長短軸比,有效地減小了半橢圓環(huán)阻抗短截線的縱向尺寸,因而可以把半橢圓環(huán)阻抗短截線折疊在耦合器的內(nèi)部,實現(xiàn)了耦合器的小型化�；诎霗E圓環(huán)阻抗短截線,本文設(shè)計了一個單節(jié)雙頻分支線耦合器,其工作頻率為2.4/5.8GHz,具有良好的隔離度、耦合度�；诎霗E圓環(huán)阻抗短截線,本文還設(shè)計了一個工作頻率為2.2/5.4GHz的雙節(jié)分支線耦合器,其在實現(xiàn)小型化的同時,還增加了分支線耦合器的工作帶寬。與基于階梯阻抗變換短截線的分支線耦合器相比,本文設(shè)計的耦合器尺寸分別減小了43%和30%,對這兩個分支線耦合器進行實物加工,測量和仿真結(jié)果吻合良好,證明了設(shè)計的有效性。其次,對雙頻環(huán)形耦合器進行了設(shè)計�；谏厦嫣岬降陌霗E圓環(huán)阻抗短截線,采用與分支線耦合器相同的分析方法,通過在分支線上加載六個半橢圓環(huán)阻抗短截線,設(shè)計了一個環(huán)形耦合器,其工作頻率為2.4/5.8GHz。為了進一步減小尺寸,本文提出了一種新的環(huán)形耦合器結(jié)構(gòu),即在分支線上加載兩個半橢圓環(huán)阻抗短截線。此新型環(huán)形耦合器的工作頻率為2.4/5.2GHz,且其性能良好。與加載六個半橢圓環(huán)阻抗短截線的環(huán)形耦合器相比,此環(huán)形耦合器的尺寸減小了66%。最后對新型環(huán)形耦合器進行了實物加工并測量,其實測結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合。
[Abstract]:With the rapid development of wireless communication technology, especially the development of WLAN technology, single-band communication can no longer meet the requirements of the system. Microwave devices in the system need to be able to work in two or more frequency bands at the same time. Therefore, in order to adapt to the development of modern communication system, miniaturization, broadband, multi-band passive device design is necessary. As a key device in microwave and millimeter-wave system, directional coupler is a direct constraint to the performance of the whole system, so miniaturization has been paid more and more attention to the research of multi-band microstrip directional coupler. This paper focuses on the miniaturization of dual-frequency directional couplers. Two kinds of directional couplers are designed: branched couplers and circular couplers. In this paper, a new miniaturized dual-frequency branch line coupler is proposed. The dual frequency operation of the branch line coupler is realized by loading the semi-elliptic loop impedance truncation line in the middle of the traditional branch line. The design degree of freedom is increased with the introduction of the semi-elliptic ring impedance truncation. By changing the impedance of the semi-elliptic ring impedance short cut line and the ratio of the long and short axis, the longitudinal dimension of the half-elliptic ring impedance short cut line is reduced effectively. Therefore, the semi-elliptic loop impedance truncation line can be folded inside the coupler to realize the miniaturization of the coupler. Based on the semi-elliptic loop impedance truncation, a single-section dual-frequency branch line coupler is designed. Its working frequency is 2.4 / 5.8 GHz, which has good isolation and coupling degree. Based on the semi-elliptic loop impedance truncation, a two-section branch line coupler with a working frequency of 2.2/5.4GHz is designed, which not only achieves miniaturization, but also increases the working bandwidth of the branch line coupler. Compared with the branch line coupler based on step impedance transform, the size of the coupler designed in this paper is reduced by 43% and 30%, respectively. The two branch line couplers are processed in kind, and the measured results are in good agreement with the simulation results. The validity of the design is proved. Secondly, the double frequency ring coupler is designed. Based on the semi-elliptic loop impedance truncation mentioned above and using the same analytical method as the branch line coupler, a ring coupler is designed by loading six half-elliptic loop impedance short sections on the branch line, the operating frequency of which is 2.4 / 5.8 GHz. In order to further reduce the size, a new ring coupler structure is proposed, in which two semi-elliptical loop impedance short sections are loaded on the branch line. The working frequency of the new ring coupler is 2.4 / 5.2 GHz, and its performance is good. Compared with the ring coupler with six semi-elliptic loop impedance truncated lines, the size of the ring coupler is reduced by 66%. Finally, the new ring coupler is manufactured and measured, and the measured results are in good agreement with the simulation results.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN622

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本文編號：1933170