【摘要】：近年來,隨著無線通信系統(tǒng)的快速發(fā)展,對通信設(shè)備的要求越來越高,要求系統(tǒng)內(nèi)部各器件能在多個頻段和較寬的頻率比范圍內(nèi)工作,并且滿足多個系統(tǒng)的通信要求。因此,能夠支持多個標(biāo)準(zhǔn)同時工作的通信系統(tǒng)成為目前研究的熱點。定向耦合器作為微波系統(tǒng)中的基本組件之一,直接制約著整個系統(tǒng)的性能。隨著多制式多功能系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,對多頻耦合器也提出了緊迫的需求。為解決上述問題,本論文提出新型的平面多頻段耦合器的設(shè)計思路,建立分析和設(shè)計方法,并且將多頻應(yīng)用拓展到平衡式耦合器電路中。本文針對單端及平衡式耦合器的多頻設(shè)計,開展了以下三個方面的工作: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:3-dB分支線耦合器可以實現(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,通過加載四對四分之一波長開路/短路耦合線,從而在通帶內(nèi)引入零點實現(xiàn)雙頻/三頻頻段下工作。所提出的兩個結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單,各通帶間均具有高的隔離度,且雙頻和三頻的通帶頻點易于通過加載的耦合線來獨立調(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”申請了一項專利。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:零分貝耦合器實現(xiàn)交叉端口之間的信號傳輸,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,通過改變中間傳輸線的電長度即可實現(xiàn)單頻和雙頻頻段下工作,無需額外加載支節(jié)。所提出的兩個電路設(shè)計簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、具有大的通帶頻比,且單頻的中心頻點和雙頻的工作頻比易于通過耦合線和傳輸線的特性阻抗在較寬范圍內(nèi)來調(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: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)計了不隨頻率變化的180°移相器,以實現(xiàn)端口差分信號的輸入輸出,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現(xiàn)多頻的方式,同樣在各個端口加載開路/短路耦合線,實現(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”申請了一項專利。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN622
【圖文】：

的１８０°反相器與單端分支線耦合器結(jié)合，設(shè)計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。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，提出通過逡逑加載四對四分之一波長平行耦合線，在通帶內(nèi)引入零點，實現(xiàn)雙頻／三頻頻段下工作的需逡逑求。本章對兩個結(jié)構(gòu)進行了理論分析、工作頻點計算，并進行了加工測試與驗證。逡逑第三章：多頻段零分貝耦合器的設(shè)計。首先簡要介紹了零分貝耦合器的電路特性、逡逑應(yīng)用場景以及實現(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，通過改逡逑變中間傳輸線的電長度即可實現(xiàn)單頻和雙頻頻段下工作，無需額外加載支節(jié)，電路結(jié)構(gòu)逡逑簡單緊湊，且具有較大的工作頻比，單頻的中心頻點和雙頻的工作頻比易于通過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)。本章對兩個結(jié)構(gòu)進行了理論分析、工作頻點計逡逑算

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輸入信號的逡逑情況。類似地，若端口邋２輸入信號，那么端口邋１輸出直通信號，端口邋４輸出z1合信號，逡逑端口邋３為隔離端口，無信號輸出。因此可以得出，耦合器各端口的功能不是固定不變的，逡逑選定的信號輸入端口的位置決定了其余輸出端口的位置，也就是說，耦合器對輸入信號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與輸入信號方向相同，稱為正向定向耦合器，分支線定向耦合器即滿足這一特點，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

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【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

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本文編號：2791307