本文關(guān)鍵詞： 可重構(gòu) 功率分配器 5G移動(dòng)通信系統(tǒng)　出處：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著通信標(biāo)準(zhǔn)的多元化發(fā)展,多種通信系統(tǒng)、通信標(biāo)準(zhǔn)共存,傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大、功能單一的微波器件已不能滿足5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展需求�？芍貥�(gòu)微波器件可以用一個(gè)器件解決多個(gè)器件才能解決的問(wèn)題,既可實(shí)現(xiàn)小型化、多功能集成化,又可解決日趨緊張的頻率資源問(wèn)題。功率分配器作為無(wú)線通信系統(tǒng)中不可或缺的微波無(wú)源器件,其主要作用是對(duì)功率進(jìn)行重新分配和組合。而傳統(tǒng)的功率分配器由于其工作頻率、帶寬和功能的局限性,已不能滿足目前無(wú)線通信應(yīng)用多樣化的需求。本文主要研究實(shí)現(xiàn)傳輸線特征阻抗和相移的可重構(gòu),然后應(yīng)用到幾種常見(jiàn)功率分配器中,實(shí)現(xiàn)功率分配器性能的可重構(gòu)。本文提出的可重構(gòu)功率分配器,利用變?nèi)荻䴓O管的電容值受直流偏置電壓實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的特性,將變?nèi)荻䴓O管加載在阻抗變換器的傳輸線上,使特定傳輸線的特征阻抗和相移發(fā)生變化,從而改變了功率分配器的工作頻率和輸出功率比例,實(shí)現(xiàn)了對(duì)功率分配器工作頻率和功率分配比例的實(shí)時(shí)、連續(xù)可重構(gòu)。該可重構(gòu)功率分配器還具有電路尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、易于集成等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足5G移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)微波器件的需求。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,本文對(duì)無(wú)線通信領(lǐng)域中可重構(gòu)功率分配器的研究背景和研究意義作了詳細(xì)介紹,對(duì)功率分配器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀作了重點(diǎn)闡述。然后,重點(diǎn)介紹了功率分配器的基本理論和工作原理,詳細(xì)介紹了幾種常見(jiàn)功率分配器的工作原理和設(shè)計(jì)方法,運(yùn)用奇偶模相關(guān)理論對(duì)其進(jìn)行深入的分析。在基于傳輸線理論和電磁場(chǎng)微波理論基礎(chǔ)上,對(duì)傳輸線特征阻抗和相移的可重構(gòu)進(jìn)行了研究,提出了一種加載可變電容的可重構(gòu)功率分配器的具體設(shè)計(jì)方法和理論參數(shù)。依據(jù)功率分配器的具體設(shè)計(jì)參數(shù),在ADS仿真軟件中分別建立了多種可重構(gòu)功率分配器模型,并利用ADS軟件對(duì)其進(jìn)行了仿真分析,分別實(shí)現(xiàn)了功率分配器的工作頻率和功率分配比例的連續(xù)可重構(gòu)。其中,對(duì)工作頻率大范圍可重構(gòu)的不等分功率分配器和功率分配比例連續(xù)可重構(gòu)的功率分配器兩種可重構(gòu)功率分配器申請(qǐng)了發(fā)明專利。最后,在ADS軟件中設(shè)計(jì)了功率分配器的電路版圖,并完成了不同類型可重構(gòu)功率分配器的版圖仿真和實(shí)物制作。對(duì)制作的可重構(gòu)功率分配器實(shí)物正在進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試,依據(jù)現(xiàn)有的仿真數(shù)據(jù)結(jié)果,證明本文提出的可重構(gòu)功率分配器設(shè)計(jì)方法是有效的。
[Abstract]:With the diversified development of communication standards, various communication systems and communication standards coexist, the traditional structure is complex, and the volume is large. The single microwave device can no longer meet the development needs of 5G mobile communication system. The reconfigurable microwave device can solve the problem that only one device can solve, which can realize miniaturization and multi-function integration. Power divider is an indispensable passive microwave device in wireless communication system. Its main function is to redistribute and combine the power, while the traditional power divider is limited by its working frequency, bandwidth and function. This paper mainly studies the reconfiguration of characteristic impedance and phase shift of transmission line, and then applies it to several common power dividers. The reconfigurable power divider proposed in this paper is loaded on the transmission line of the impedance converter using the characteristic that the capacitance of the varactor is adjusted in real time by DC bias voltage. The characteristic impedance and phase shift of a specific transmission line are changed, thus changing the working frequency and output power ratio of the power divider, and realizing the real-time operation frequency and power distribution ratio of the power divider. This reconfigurable power divider has the advantages of small circuit size, simple and compact structure and easy integration. It can meet the needs of microwave devices in 5G mobile communication system. The main contents of this paper are as follows: first, In this paper, the research background and significance of the reconfigurable power divider in the wireless communication field are introduced in detail, and the current research situation of the power divider at home and abroad is described in detail. The basic theory and working principle of power divider are introduced, and the working principle and design method of several common power dividers are introduced in detail. Based on the theory of transmission line and electromagnetic field microwave, the reconfiguration of characteristic impedance and phase shift of transmission line is studied. The design method and theoretical parameters of a reconfigurable power divider loaded with variable capacitance are presented. According to the specific design parameters of the power divider, several reconfigurable power divider models are established in the ADS simulation software. The ADS software is used to simulate and analyze the power divider, which realizes the continuous reconfiguration of the power divider's working frequency and power distribution ratio respectively. Patents have been applied for two reconfigurable power dividers with a wide range of operating frequencies and two kinds of reconfigurable power dividers with continuously reconfigurable power distribution ratios. The circuit layout of power divider is designed in ADS software, and the layout simulation and physical fabrication of different types of reconfigurable power divider are completed. According to the existing simulation data, it is proved that the reconfigurable power divider design method proposed in this paper is effective.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN626;TN929.5

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