【摘要】：作為非互易的無(wú)源微波器件,環(huán)行器自從其問(wèn)世以來(lái)一直是微波通信系統(tǒng)的重要組成部分。由于環(huán)行器的單向傳輸?shù)奶匦?它可以保證許多微波發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的隔離,例如收發(fā)共用天線。同時(shí)它在衛(wèi)星通信和雷達(dá)通信中扮演著重要的角色。環(huán)行器發(fā)展到現(xiàn)在,無(wú)論在軍事上還是民用上,它都無(wú)處不在。傳統(tǒng)的環(huán)行器類型有波導(dǎo)結(jié)環(huán)行器、集中元件結(jié)環(huán)行器、帶線結(jié)環(huán)行器、微帶結(jié)環(huán)行器等等隨著微波技術(shù)的發(fā)展,小型化越來(lái)越成為現(xiàn)代化產(chǎn)品的流行趨勢(shì)。但是,由帶線環(huán)行器理論可知,工作頻率越低,鐵氧體圓片半徑R越大,特別是在米波段,帶線結(jié)環(huán)行器的尺寸就太大了。但是集中參數(shù)環(huán)行器的尺寸大小與頻率并沒(méi)有那么大的關(guān)系。因此本文通過(guò)采用集中參數(shù)與分布參數(shù)相結(jié)合的方法,進(jìn)一步解決米波段器件、阻抗變換、器件小型化的問(wèn)題基于傳統(tǒng)的集中參數(shù)環(huán)行器只有電耦合或者磁耦合的問(wèn)題,設(shè)計(jì)出既有電耦合又有磁耦合的中心結(jié)結(jié)構(gòu)。為了得到更大的帶寬,選擇特性阻抗與頻率無(wú)關(guān)的帶狀線作為結(jié)外的傳輸線。本文首先設(shè)計(jì)出的環(huán)行器,中心頻率為60.44 MHz,回波損耗和隔離均大于20 dB,插入損耗小于0.5 dB,相對(duì)帶寬為73.99%;中心頻率為390 MHz,帶寬為220 MHz;中心頻率681 MHz,帶寬為306 MHz;在此基礎(chǔ)上對(duì)環(huán)行器的弧線中心導(dǎo)體進(jìn)行開(kāi)槽處理,得到中心頻率690.55 MHz,帶寬326.9 MHz,帶寬展寬20.9 MHz,所有的頻段的環(huán)行器的整體尺寸小于59mm X 56mm X 25mm。為了獲得更大的帶寬,在中心頻率為681 MHz的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了二級(jí)切比雪夫變換器匹配。在忽略通帶內(nèi)的波動(dòng)的情況下,得到同為匹配前相同性能下的中心頻率為700 MHz,帶寬為400 MHz的結(jié)果。由于每一級(jí)匹配傳輸線的長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng),所以為了滿足小型化的需求,本文用串電感并電容的方式來(lái)代替每一級(jí)匹配傳輸線利用AutoCAD軟件完成圖紙的繪制,并送往相關(guān)工廠進(jìn)行加工。利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)20 MHz-300 MHz、200 MHz-1200 MHz的兩個(gè)頻段的環(huán)行器進(jìn)行了調(diào)試,并對(duì)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)做了總結(jié)。
【圖文】：

也就是中心導(dǎo)體是負(fù)責(zé)非互易信號(hào)的關(guān)鍵組件；它控制環(huán)行器的帶寬和隔離特性，逡逑這是環(huán)行器設(shè)計(jì)相關(guān)的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。集中參數(shù)環(huán)行器發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)有許多逡逑種結(jié)構(gòu)形式，，其中一些常見(jiàn)的集中參數(shù)環(huán)行器的結(jié)構(gòu)如圖１－２所示。逡逑圖１－２集中參數(shù)環(huán)行器的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)逡逑１．２環(huán)行器的需求與發(fā)展逡逑自２０世紀(jì)５０年代問(wèn)世以來(lái)，環(huán)行器一直是微波系統(tǒng)的重要組成部分［７］。在微逡逑波工業(yè)中，隔離器和環(huán)行器無(wú)處不在他們可以保護(hù)源不受反射信號(hào)的影響，減逡逑少干擾，并允許接收器和發(fā)射器連接到相同的信道。在１９９５年，ＦｏｘＡＧ研宄了逡逑縱向磁化鐵氧體負(fù)載電路中的法拉第旋轉(zhuǎn)問(wèn)題％討論了高階模態(tài)的影響、法拉第逡逑旋轉(zhuǎn)隨頻率變化的原因以及鐵素體加載的最佳幾何形狀。討論了介質(zhì)波方程。在逡逑所有這些形式的非互易傳輸介質(zhì)回轉(zhuǎn)器中，可以建立環(huán)行器和隔離器，并報(bào)告一逡逑２逡逑

比較多的是三端口環(huán)行器。逡逑圖１－３環(huán)行器的信號(hào)環(huán)行示意圖逡逑結(jié)合三端口的環(huán)行器的工作原理來(lái)說(shuō)明其的保護(hù)作用，如圖１－３所示，信號(hào)從逡逑２端口輸入，從１端口輸出，３端口為隔離端口，沒(méi)有信號(hào)輸出，但是若１端口作逡逑為輸入端口時(shí)，３端口是輸出端口，２端口沒(méi)有信號(hào)輸出，因此環(huán)行器可以實(shí)現(xiàn)單逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN621

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2647059