【摘要】：近年來(lái),隨著無(wú)線通信系統(tǒng)的快速發(fā)展,對(duì)通信設(shè)備的要求越來(lái)越高,要求系統(tǒng)內(nèi)部各器件能在多個(gè)頻段和較寬的頻率比范圍內(nèi)工作,并且滿足多個(gè)系統(tǒng)的通信要求。因此,能夠支持多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)工作的通信系統(tǒng)成為目前研究的熱點(diǎn)。定向耦合器作為微波系統(tǒng)中的基本組件之一,直接制約著整個(gè)系統(tǒng)的性能。隨著多制式多功能系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)多頻耦合器也提出了緊迫的需求。為解決上述問(wèn)題,本論文提出新型的平面多頻段耦合器的設(shè)計(jì)思路,建立分析和設(shè)計(jì)方法,并且將多頻應(yīng)用拓展到平衡式耦合器電路中。本文針對(duì)單端及平衡式耦合器的多頻設(shè)計(jì),開(kāi)展了以下三個(gè)方面的工作:1.基于耦合線加載的高隔離度多頻段分支線耦合器的分析與設(shè)計(jì):3-dB分支線耦合器可以實(shí)現(xiàn)直通端口和耦合端口的輸出功率平分,且保證各端口匹配與隔離良好。在傳統(tǒng)分支線結(jié)構(gòu)耦合器電路的基礎(chǔ)上,通過(guò)加載四對(duì)四分之一波長(zhǎng)開(kāi)路/短路耦合線,從而在通帶內(nèi)引入零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)雙頻/三頻頻段下工作。所提出的兩個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,各通帶間均具有高的隔離度,且雙頻和三頻的通帶頻點(diǎn)易于通過(guò)加載的耦合線來(lái)獨(dú)立調(diào)節(jié)。這部分成果已在 IEEE Transactions on Circuits and Systems Ⅱ-Express Briefs 雜志上發(fā)表,并就“基于短路平行耦合線的三頻分支線耦合器”申請(qǐng)了一項(xiàng)專利。2.基于耦合線的大頻比多頻段零分貝耦合器的分析與設(shè)計(jì):零分貝耦合器實(shí)現(xiàn)交叉端口之間的信號(hào)傳輸,且各端口匹配與隔離良好。該零分貝耦合器的電路結(jié)構(gòu)由耦合線和傳輸線構(gòu)成,通過(guò)改變中間傳輸線的電長(zhǎng)度即可實(shí)現(xiàn)單頻和雙頻頻段下工作,無(wú)需額外加載支節(jié)。所提出的兩個(gè)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、具有大的通帶頻比,且單頻的中心頻點(diǎn)和雙頻的工作頻比易于通過(guò)耦合線和傳輸線的特性阻抗在較寬范圍內(nèi)來(lái)調(diào)節(jié)。這部分成果已在 IEEE Microwave and Wireless Components Letters 雜志發(fā)表。3.基于雙面平行帶線(DSPSL)的多頻段平衡式耦合器的分析和設(shè)計(jì):首先介紹了雙面平行帶線(DSPSL)的結(jié)構(gòu)特性,并推導(dǎo)了八端口平衡電路的混合模S參數(shù)。利用DSPSL設(shè)計(jì)了不隨頻率變化的180°移相器,以實(shí)現(xiàn)端口差分信號(hào)的輸入輸出,以及滿足寬帶的共模抑制。在此單頻結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,借鑒單端分支線耦合器實(shí)現(xiàn)多頻的方式,同樣在各個(gè)端口加載開(kāi)路/短路耦合線,實(shí)現(xiàn)了雙頻/三頻的平衡式耦合器,且各通帶具有差模等功分傳輸、共模寬頻段抑制的特性。這部分成果己被IEEE Transaction on Circuits and Systems Ⅱ-Express Briefs雜志錄用,并就“基于180°理想反相器的三頻平衡式耦合器”申請(qǐng)了一項(xiàng)專利。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN622
【圖文】：

的１８０°反相器與單端分支線耦合器結(jié)合，設(shè)計(jì)出具有寬頻段共模抑制性能的單頻平衡逡逑式耦合器，并將其擴(kuò)展到雙頻和三頻工作模式。逡逑本論文的框架結(jié)構(gòu)如圖１．６所示，主要內(nèi)容分為以下五大章：逡逑第一章：緒論。以通信系統(tǒng)中的分支線耦合器、零分貝耦合器和平衡電路為研究背逡逑景，并闡述了多頻段耦合器的國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。逡逑第二章：多頻段分支線耦合器的設(shè)計(jì)。首先介紹了傳統(tǒng)定向耦合器的技術(shù)指標(biāo)、耦逡逑合方式、電路特性等，繼而在傳統(tǒng)分支線結(jié)構(gòu)的３－ｄＢ耦合器電路的基礎(chǔ)上，提出通過(guò)逡逑加載四對(duì)四分之一波長(zhǎng)平行耦合線，在通帶內(nèi)引入零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)雙頻／三頻頻段下工作的需逡逑求。本章對(duì)兩個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析、工作頻點(diǎn)計(jì)算，并進(jìn)行了加工測(cè)試與驗(yàn)證。逡逑第三章：多頻段零分貝耦合器的設(shè)計(jì)。首先簡(jiǎn)要介紹了零分貝耦合器的電路特性、逡逑應(yīng)用場(chǎng)景以及實(shí)現(xiàn)方式。本章提出的平面零分貝耦合器由耦合線和傳輸線構(gòu)成，通過(guò)改逡逑變中間傳輸線的電長(zhǎng)度即可實(shí)現(xiàn)單頻和雙頻頻段下工作，無(wú)需額外加載支節(jié)，電路結(jié)構(gòu)逡逑簡(jiǎn)單緊湊，且具有較大的工作頻比，單頻的中心頻點(diǎn)和雙頻的工作頻比易于通過(guò)耦合線逡逑和傳輸線的特性阻抗在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。本章對(duì)兩個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析、工作頻點(diǎn)計(jì)逡逑算

邐１邐耦合端逡逑圖２．１定向耦合器原理示意圖逡逑圖２．１給出了定向耦合器的原理示意圖，如圖所示是定向耦合器端口邋１輸入信號(hào)的逡逑情況。類似地，若端口邋２輸入信號(hào)，那么端口邋１輸出直通信號(hào)，端口邋４輸出z1合信號(hào)，逡逑端口邋３為隔離端口，無(wú)信號(hào)輸出。因此可以得出，耦合器各端口的功能不是固定不變的，逡逑選定的信號(hào)輸入端口的位置決定了其余輸出端口的位置，也就是說(shuō)，耦合器對(duì)輸入信號(hào)逡逑的耦合是有方向的，因此稱為定向耦合器。如圖２．１所示的傳輸方向，當(dāng)耦合端口的輸逡逑出信號(hào)與輸入信號(hào)方向相同，稱為正向定向耦合器，分支線定向耦合器即滿足這一特點(diǎn)，逡逑如下圖２．３所示；當(dāng)兩者方向相反，稱為反向定向耦合器，耦合線定向耦合器即滿足這逡逑一特點(diǎn)

邐邐１邐耦合端逡逑圖２．１定向耦合器原理示意圖逡逑圖２．１給出了定向耦合器的原理示意圖，如圖所示是定向耦合器端口邋１輸入信號(hào)的逡逑情況。類似地，若端口邋２輸入信號(hào)，那么端口邋１輸出直通信號(hào)，端口邋４輸出z1合信號(hào)，逡逑端口邋３為隔離端口，無(wú)信號(hào)輸出。因此可以得出，耦合器各端口的功能不是固定不變的，逡逑選定的信號(hào)輸入端口的位置決定了其余輸出端口的位置，也就是說(shuō)，耦合器對(duì)輸入信號(hào)逡逑的耦合是有方向的，因此稱為定向耦合器。如圖２．１所示的傳輸方向，當(dāng)耦合端口的輸逡逑出信號(hào)與輸入信號(hào)方向相同，稱為正向定向耦合器，分支線定向耦合器即滿足這一特點(diǎn)，逡逑如下圖２．３所示；當(dāng)兩者方向相反

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2791307