本文關(guān)鍵詞： 弱耦合 小型化 頻率可調(diào)節(jié)和耦合度可重構(gòu) 輸入/輸出端口無(wú)交叉 多模衛(wèi)星導(dǎo)航終端有源天線　出處：《大連海事大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：微帶同向定向(Co-directional, COD)耦合器大多基于分支線結(jié)構(gòu),其體積大,頻帶窄；由于加工工藝所限,基于平行耦合線結(jié)構(gòu)的反向定向(Contra-directional, CTD)耦合器耦合線間隙不能太小,無(wú)法實(shí)現(xiàn)緊耦合。相比于COD耦合器和CTD耦合器,橫跨定向(Trans-directional, TRD)耦合器具有緊耦合、電路尺寸小和固有隔直等優(yōu)點(diǎn),因此研究TRD耦合器及其應(yīng)用具有重要的意義。為了適應(yīng)通信系統(tǒng)發(fā)展的需要,TRD耦合器還有許多問(wèn)題待解決。因此論文致力于新型TRD耦合器及其應(yīng)用研究。提出新型TRD耦合器的設(shè)計(jì)方法,并將TRD耦合器應(yīng)用到微波電路中,提高電路系統(tǒng)的性能。本課題由國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、交通運(yùn)輸部交通應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目和中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新工作如下：(1)提出一種高方向性弱耦合TRD耦合器的設(shè)計(jì)方法,給出了嚴(yán)格的參數(shù)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上,采用電容加載缺陷性地耦合共面波導(dǎo)(Coplanar Waveguide, CPW)和電感加載非對(duì)稱共面波導(dǎo)(Asymmetrical Coplanar Waveguide, ACPW)傳輸線研制了兩款耦合度分別為10 dB和20 dB的TRD耦合器。與相同耦合度傳統(tǒng)平行耦合線定向耦合器相比,提出的弱耦合TRD耦合器的方向性更優(yōu)。(2)提出一種TRD耦合器小型化的設(shè)計(jì)方法。推導(dǎo)了LC元件加載傳輸線的參數(shù)設(shè)計(jì)公式,并以此為基礎(chǔ),研制了一款體積小、方向性高的TRD耦合器。與傳統(tǒng)平行耦合線結(jié)構(gòu)TRD耦合器相比,論文提出的TRD耦合器體積縮小了47.6%,方向性提高了15 dB。(3)提出一種頻率可調(diào)節(jié)TRD耦合器的設(shè)計(jì)方法,將頻率可調(diào)節(jié)相對(duì)帶寬提高到了66.7%。此外,又提出一種耦合度可重構(gòu)TRD耦合器的設(shè)計(jì)方法,推導(dǎo)了其參數(shù)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)表達(dá)式,并給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)步驟�；谠撛O(shè)計(jì)步驟,研制了一款耦合度可重構(gòu)范圍為3～40dB的TRD耦合器。當(dāng)耦合度為40dB時(shí),該TRD耦合器可作為一個(gè)過(guò)橋,實(shí)現(xiàn)了功能可重構(gòu)。(4)提出一種基于TRD耦合器的輸入/輸出端口無(wú)交叉180°混合環(huán)的設(shè)計(jì)方法。該混合環(huán)由CTD耦合器、TRD耦合器和相位差為180°的兩條相移線組成�；旌檄h(huán)中CTD耦合器和TRD耦合器的耦合度可以根據(jù)加工精度自由選擇,設(shè)計(jì)靈活度高。此外,電路中沒(méi)有跨接線、電氣化過(guò)孔和多層結(jié)構(gòu),更易加工。小體積和固有隔直也是該混合環(huán)的特點(diǎn)。為了進(jìn)一步擴(kuò)大該混合環(huán)的應(yīng)用范圍,對(duì)TRD耦合器進(jìn)行了改進(jìn),又提出一種任意耦合度輸入/輸出端口無(wú)交叉180°混合環(huán)。給出了改進(jìn)TRD耦合器的解析設(shè)計(jì)公式和任意耦合度輸入/輸出端口無(wú)交叉180°混合環(huán)的設(shè)計(jì)方法。(5)基于TRD耦合器設(shè)計(jì)了高性能多模衛(wèi)星導(dǎo)航終端有源天線。該有源天線的輻射部分集成了短路圓環(huán)抑制表面波(Shorted-annular-ring Reduced-surface-wave, SAR-RSW)貼片和反向短路圓環(huán)抑制表面波(Inverted Shorted-annular-ring Reduced-surface-wave, ISAR-RSW)貼片,通過(guò)采用電容耦合饋電技術(shù)和空氣層加載技術(shù)展寬了天線的阻抗帶寬,使其能夠覆蓋GPS, GLONASS、GALILEO和BD定位導(dǎo)航信號(hào)。該有源天線的饋電網(wǎng)絡(luò)集成了正交的TRD耦合器,通過(guò)采用TRD耦合器對(duì)SAR-RSW貼片和ISAR-RSW貼片饋電,展寬了天線的圓極化帶寬。為了減少SAR-RSW貼片與ISAR-RSW貼片之間的互耦效應(yīng),提高天線的抗多徑性能,提出了基于缺陷性地結(jié)構(gòu)(Defected Ground Structure, DGS)的互耦抑制技術(shù)。此外,在天線的饋電網(wǎng)絡(luò)中還集成了基于射頻/直流共線技術(shù)的高增益寬帶低噪聲放大器(Low Noise Amplifier, LNA),提高了有源天線的增益。
[Abstract]:In order to meet the needs of the development of the communication system , the TRD coupler has the advantages of tight coupling , small circuit size and inherent separation . (3)鎻愬嚭涓，

本文編號(hào)：1518463