【摘要】：為適應微波通信系統(tǒng)的快速發(fā)展,無源器件趨向于小型化和多頻帶工作。同時多種無線通信標準的應用,使得有限的頻譜資源愈發(fā)擁擠不堪,噪聲的干擾制約了信號處理所能識別的最小電平。在此環(huán)境下,需要射頻微波電路具有更高的可靠性和抗干擾能力。作為微波通信系統(tǒng)中重要的器件,耦合器在平衡混頻器、移相器和開關等集成電路和天線饋電網絡的設計中都得到了廣泛應用。對此,平衡耦合器得到了迅速發(fā)展。與傳統(tǒng)的單端口耦合器相比較,平衡耦合器有效抑制了共模信號,使得系統(tǒng)免受環(huán)境噪聲的干擾,且具有更緊湊的結構,能減少信號傳輸?shù)牟迦霌p耗。根據上述背景,論文首先介紹了近年來單端口耦合器及平衡微波無源器件的發(fā)展狀況。在此基礎上,針對平衡微帶耦合器展開研究,設計了兩款單頻平衡微帶定向耦合器,提出了一款新型雙頻平衡微帶定向耦合器,最后設計了兩款0dB平衡耦合器(過橋)。論文的研究成果可以總結為以下幾個方面:1.提出了兩款單頻平衡微帶定向耦合器。在傳統(tǒng)3dB微帶定向耦合器的基礎上,通過平衡端口網絡理論及奇偶模法分析法,設計了工作在1.98GHz的3dB平衡微帶定向耦合器,實現(xiàn)了在工作頻段內差模信號良好傳輸,共模信號抑制,且差模與共模信號之間無明顯轉換的特性。在此基礎上,設計了一款工作在2.15GHz,功率分配比為1.5的平衡微帶耦合器,采用雙T枝節(jié)進行傳輸線等效替代,該耦合器在工作頻段內差�；夭〒p耗優(yōu)于15dB,輸出端口傳輸系數(shù)相差3.52dB,實現(xiàn)了良好的差模信號傳輸,共模信號抑制特性。最后根據仿真的最優(yōu)結果進行了實物加工并測試,該耦合器的實際測試結果與仿真結果基本吻合,耦合器性能良好,達到了設計要求。2.提出了雙頻平衡微帶定向耦合器。在單頻平衡耦合器的基礎上,采用E型雙頻阻抗變換器等效替代傳統(tǒng)的四分之一波長傳輸線,提出了一款新型的雙頻平衡微帶定向耦合器。該雙頻耦合器工作頻率為0.92GHz和2.04GHz,在中心頻率處差模回波損耗大于15dB,最小插損分別為0.4dB和1.35dB,共模抑制高于20dB,性能良好。最后根據仿真結果進行了實物加工,測試和仿真結果的一致性驗證了理論分析的正確性。3.設計了兩款0dB平衡微帶耦合器(過橋)。首先提出了工作頻率為2.25GHz的單頻0dB平衡耦合器,采用雙節(jié)分支線結構,基于平衡端口理論計算出各段傳輸線阻抗值,然后進行仿真設計,仿真結果表明該耦合器差模信號交叉?zhèn)鬏?其余端口間信號相互隔離,共模信號抑制。利用仿真結果加工了實物并進行了測試,實測與仿真結果基本吻合。在此基礎上,進一步采用Π型雙頻阻抗變換器代替四分之一波長傳輸線,提出了新型雙頻0dB平衡耦合器,計算分析得到其工程可實現(xiàn)頻率比為N?(7)0.43,0.66(8)(7)1.51,2.31(8),最后設計了工作頻率為0.5GHz和0.8GHz,頻率比為1.6的雙頻平衡0dB耦合器,實現(xiàn)了在雙頻段內差模信號交叉?zhèn)鬏?共模信號抑制的特性。
【圖文】：

[3]等。圖1.1 定向耦合器作饋源示意圖對于一個現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)[4]，它由多個大規(guī)模集成電路芯片和大量無源微波器件組成，包括濾波器、耦合器、功分器、選擇開關和天線等，并兼容了許多無線通信標準如全球定位系統(tǒng)(global position system，簡稱 GPS)、通用分組無線業(yè)務(generalpacket radio service，，簡稱 GPRS)、無線局域網(wireless local area network，簡稱WLAN)、寬帶碼分多址(wideband code division multiple access，簡稱 W-CDMA)、射頻識別(radio frequency identification，簡稱 RFID)、第四代移動通信(4th generation 簡

能有效提高系統(tǒng)的信噪比和減少信號傳輸?shù)牟迦霌p耗。其尺寸較小，成本較低，且電性能良好。因此研究平衡微帶耦合器具有重要的物理意義和實用價值。圖1.2 射頻前端系統(tǒng)的平衡結構圖
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN622

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 陳建忠;梁昌洪;吳邊;王依;;緊湊型高共模抑制微帶平衡濾波器[J];西安電子科技大學學報;2012年04期

相關碩士學位論文 前1條

1 邱雷雷;微帶帶阻和平衡濾波器研究[D];華南理工大學;2015年

本文編號：2601429