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小型化双频微带耦合器设计(3)

时间:2022-03-12 20:21来源:毕业论文
相较于微带分支耦合器,微带混合环适用于较高微波频段,比如X波段以上频段。因为随着频率升高、波长缩短,分支微带线以及夹在两分支微带线的主副

相较于微带分支耦合器,微带混合环适用于较高微波频段,比如X波段以上频段。因为随着频率升高、波长缩短,分支微带线以及夹在两分支微带线的主副微带线可能太短且太宽,使微带分支耦合器结构难以实现,而微带环形耦合器微带特性阻抗高、微带线窄,易于制作。但存在的问题是将其用在微波低频段可能会使尺寸过大。为适应高集成度的要求,无论是双频微带分支线耦合器还是双频混合环,小型化都是极具必要性和现实意义的技术发展趋势[4]。

1。2  实现耦合器双频工作的方法 

大量的文献提出了许多不同的方法来实现微带耦合器的双频性能,总结如下:

1  使用双频阻抗变换器代替传统的λ/4阻抗变换器以实现双频工作,双频阻抗变换器的设计又有Π型结构[5]、T型结构[6],或者利用在输出端加上双频阻抗变换器,实现双频不等分工作,还有一种十字架型的双频阻抗变换器,这种结构可实现较大的频率比[7]。

2  在传统支线结构单元的基础上,在耦合器的端口处、主传输线或者分支线上插入额外的开路短截线以实现双频段工作[5][8][9][10][11]。

3  增加一对交叉耦合支线和传输线部分,加载到传统支线耦合器以实现双频带工作[12][13]。

4  左手传输线也可以被用来替代传统的分支线以实现双频带操作[14]。文献综述

5  在传统设计的基础上修改了支线上的阻抗值,使用扩展长度的分支线来连接额外的并联支线,该电路具有平面结构和低插损的特点[15][16]。

6  另一种设计是双面平行微带线来构成双频环形波导耦合器[17],通过使用相位反转器使耦合器具有任意的电长度和阻抗特性[18][19]。

7  使用阶梯阻抗谐振器(SIR) 可以实现耦合器双频工作。

8  基于输出端耦合扩展方法实现双频的性能。这种结构是将输出端进行了耦合和扩展,并具有宽带的一些特性。

9  使用基于同轴环的介质集成波导中的脊波导技术实现低插损和非复用结构的双频混合环[20]。

10  利用平面贴片型结构,将开路短截线加载到矩形贴片上能使双频带宽加宽[21]。

11  将互补开口环形谐振器(CSRR)作为一种超材料共振器,将其加载到耦合器上可以实现两个频带上不同的功率分配比例,这种结构将CSRR加载到耦合器上成功实现了在两个操作频带上的不同功率分配比例[22]。

1。3  耦合器尺寸小型化的方法

为了减小混合环的尺寸,国内外的学者们提出了很多新的紧凑方法,这些方法的小型化的主要原理是利用周期重复产生慢波效应,利用折叠或多层分布压缩空间,利用集总元件减小尺寸等。其中的1-3所提到的设计方法是加载成慢波结构。利用慢波结构已被证明可以有效减小耦合器物理尺寸,实现小型化。

1)在主传输线上加载电感或电容。在耦合器的主传输线加载,可以增加单位长度上的等效电感或电容,从而实现慢波效应而实现小型化[23]。

2)DGS结构。通过在耦合器的接地板上蚀刻图形,改变接地板上电流流向的分布,从而改变传输线的传输特性。适当形式的DGS结构能够增加传输线单位长度的电容和电感,从而实现慢波效应。

3)通过折叠线、分型、多层等结构实现慢波效应[4][24]。

4)利用非均匀的梯形微带线对耦合器进行小型化,非均匀梯形微带线解决了短截线在定向耦合器的电路板内部相互交叠的问题,梯形微带线小型化后的耦合器所占面积缩小到标准3d B微带分支线定向耦合器的 60%[11]。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766- 小型化双频微带耦合器设计(3):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_90930.html

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