發(fā)布時(shí)間：2018-09-14 20:47

【摘要】：隨著現(xiàn)代無線通信的迅速發(fā)展,特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展迫使著微波電路朝著小型化、高性能、低成本的方向快速發(fā)展。微波功率分配器作為一種重要的微波無源器件承擔(dān)著信號(hào)的分配和合成,并且常與濾波器級(jí)聯(lián)的方式出現(xiàn)在微波電路中。因此,研究小型化、高性能的微波功分器有著重要的學(xué)術(shù)和工程研究意義。本文從功分器原理出發(fā),針對(duì)四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器、濾波功分器和寬帶耦合超寬帶功分器,提出了幾種不同結(jié)構(gòu)的功分器。本文主要內(nèi)容如下:首先,基于等效四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器思想,給出了基于階躍阻抗諧振器(SIR)的功分器、基于平行雙線的功分器和小型化諧波可控功分器。采用ABCD矩陣?yán)碚摻Y(jié)合MATLAB進(jìn)行分析得到初始設(shè)計(jì)參數(shù)。所有功分器都通過電磁仿真和實(shí)物測(cè)試驗(yàn)證上述設(shè)計(jì)方法的正確性。其次,基于耦合諧振理論和多模諧振器(MMR)理論,給出了基于短路四分之一諧振器和基于短路枝節(jié)加載對(duì)稱環(huán)形諧振器兩款濾波功分器,并結(jié)合耦合諧振理論引入源與負(fù)載交叉耦合以改善功分器的低頻選擇性。此外,通過將短路枝節(jié)加載諧振器通過枝節(jié)加載方式變成雙頻多模諧振器,構(gòu)成雙頻帶濾波功分器。最后,提出一個(gè)基于三端口寬帶巴倫濾波器的功分器。所有功分器都通過電磁仿真和實(shí)物測(cè)試驗(yàn)證上述設(shè)計(jì)方法的正確性。最后,為適應(yīng)超寬帶研究需要,探討了微帶-槽線過渡結(jié)構(gòu)寬帶特性,并給出了基于此類結(jié)構(gòu)的二端口超寬帶濾波器向三端口功分器的轉(zhuǎn)變方法。提出了利用微帶-槽線耦合的寬帶特性將雙頻結(jié)構(gòu)功分器拓展為超寬帶功分器,同時(shí)進(jìn)一步引入漸變阻抗線形成小型化的超寬帶功分器。最后,為改善基于微帶-槽線過渡的超寬帶功分器輸入端駐波和輸出端隔離度的矛盾性,通過微帶-槽線-微帶耦合方式,分別引入一個(gè)零歐姆電阻和100歐姆電阻用以改善功分器帶內(nèi)駐波和隔離度。所有功分器都通過電磁仿真和實(shí)物測(cè)試驗(yàn)證上述設(shè)計(jì)方法的正確性。
[Abstract]:With the rapid development of modern wireless communication, especially the development of VLSI, microwave circuits are developing rapidly towards miniaturization, high performance and low cost. As an important passive microwave device, microwave power divider is responsible for signal distribution and synthesis, and often cascades with filter in microwave circuits. Therefore, the research of miniaturization and high performance microwave power divider has important academic and engineering significance. Based on the principle of power divider, several kinds of power dividers with different structures are proposed for 1/4 wavelength impedance converter, filter power divider and wideband coupled ultra-wideband power divider. The main contents of this paper are as follows: firstly, based on the idea of equivalent 1/4 wavelength impedance converter, the power divider based on step impedance resonator (SIR), the power divider based on parallel double lines and the miniaturized harmonic controllable power divider are presented. The initial design parameters are obtained by using ABCD matrix theory and MATLAB analysis. All power dividers are verified by electromagnetic simulation and physical testing. Secondly, based on coupling resonance theory and (MMR) theory, two filter power dividers based on short circuit 1/4 resonator and symmetric ring resonator based on short circuit branch loading are presented. Combined with coupling resonance theory, cross-coupling of source and load is introduced to improve the low frequency selectivity of power divider. In addition, a dual-band filter power divider is constructed by changing the short-circuit branch loading resonator into a dual-frequency multi-mode resonator through the branch loading mode. Finally, a power divider based on a three-port broadband Barron filter is proposed. All power dividers are verified by electromagnetic simulation and physical testing. Finally, in order to meet the needs of UWB research, the wideband characteristics of microstrip / slot transition structure are discussed, and the transformation method from two-port UWB filter to three-port power divider based on this structure is presented. The dual frequency structure power divider is extended to ultra wideband (UWB) power divider by using the wideband characteristic of microstrip-slot coupling and a miniaturized UWB power divider is formed by introducing the gradient impedance line. Finally, in order to improve the contradiction between the standing wave at the input end of the ultra-wideband power divider based on the microstrip slot line transition and the isolation degree at the output end, the microstrip slot line microstrip coupling mode is adopted. A zero ohmic resistance and a 100 ohmic resistance are introduced to improve the standing wave and isolation in the power divider. All power dividers are verified by electromagnetic simulation and physical testing.
【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】：2017
【分類號(hào)】：TN626

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本文編號(hào)：2243824