2。1  设计概述 5

2。2  耦合器设计过程 5

2。3  设计结果 7

3  小型化双频混合环设计 13

3。1  设计概述 13

3。2  CSRR的介绍和发展 14

3。3  仿真结果 15

3。4  参数扫描分析 18

3。5  性能优化的混合环设计 24

4  实物测试和结果验证 26

4。1  硬件制作 26

4。2  测试结果 26

结  论 29

致  谢 30

参 考 文 献 31

1  绪论

1。1  小型化双频微带耦合器的研究意义

近年来，无线通信技术取得了迅速发展，通信频率资源日益紧张，各个通信系统被分配到的频率间隔越来越密，这导致了具有较高的频谱利用率和宽频带通信体制的出现，人们对通信系统提出了更高的要求：低功耗、小型化、高性能、高可靠性等。随着 WLAN 技术的应用和发展，单频段通信系统越来越显示出它的局限性，为了充分利用现有的频谱和基础设备资源，研究和开发高性能的多频段、小型化微波器件成为必然的发展趋势。论文网

目前移动通信、卫星通信的迅速发展和通讯设备向便捷化、多功能化、全数字化和高集成化及低成本的发展，对元件的片式化、小型化和低成本提出了更高的要求。现在耦合器向小型化、平面结构、双(多)频带和集成化方向发展，以适应现代通信的需要，可以显著降低系统复杂度和成本，平面结构的耦合器得到了越来越广泛的应用空间。小型化不仅仅带来产品成本的降低，更重要的是它提升了便携性，有利于更多功能的集成[1]。

在军事通信领域，随着软件无线电台以及军事保密通信技术中的跳频、扩频技术的快速发展，跳频电台的跳频速率达到每秒几千次，跳频的宽度也越来越宽，传统的耦合器已经很难满足这样的要求。而且，舰船上各种通信和电子设备不断增多，武器装备不断得到扩充，造成了舰船上的电磁环境异常复杂和恶劣，甚至影响了正常的通信质量。解决上述矛盾的有效办法是：研制高性能、宽频带、小型化耦合器，以减小载体占用空间。在民用通信领域，无线通信作为当今信息化的主要技术手段而在社会生活中占据着举足轻重的地位，伴随着技术的进步，其信道容量不断扩充、传输速率不断提高，与此相适应的是要求通信设备的宽带化。另外，移动通信系统也因为自身发展的需要而要求设备具备小尺寸，因此研究耦合器的宽带化、小型化就有着重要的现实意义[2]。

各种文献提出了很多种关于提高带宽、扩展频率比、多频工作以及减少尺寸的设计方法。因为早期对微带线的特性阻抗和设计数据方面研究的较全面，因此微波集成电路定向耦合器的研究工作都主要集中在应用微带线设计。在微带线结构中，由于微带线具有半开放的传输线和平面电路结构，因此往往把这类元件做成耦合微带线或分支线型式。但是，从己知的微带电路特性来看，微带电路也存在着其特有的缺陷，比如电特性依赖于介质厚度，难以实现短路部分等。后来发展的单面微波集成电路技术很好的克服了这些困难。其结构主要是使用介质板的一面加载不同形状的贴片以实现不同功能。而从一定程度上讲，同时兼容两个不同频段的双频器件，也是一种特殊的小型化设计方案[3]。