C波段基片集成波导定向耦合器的设计资料详细说明

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上传日期: 2020-03-28

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资料介绍

标签:耦合器(214)放大器(7160)集成电路(4268)

  定向耦合器是一种具有良好方向性,在微波集成电路中应用相当广泛的一种微波无源器件,其性能的好坏径直影响到整个集成微波电路系统的性能。定向耦合器的小体积、高性能、易加工的优点常常被用于测量系统、功率检测系统、功率匹配与分配系统以及微波器件的合成系统中等等。在有源电路中,主要用在相移器、混频器、平衡放大器、调制器、衰减器和分离器中;在无源电路中,定向耦合器主要运用于滤波器、调谐器、延迟线和匹配网络中。基片集成波导是一种集成于介质基片中立体的周期性的新型波导结构,它可以有效地将无源器件和有源器件进行共面集成,具有传统矩形波导的低辐射、低损耗、高功率容量以及高Q值,同时也兼具微带线的体积小、易集成的优点。从而大大缩减了原来毫米波导器件的体积,也大大缩小了以波导为基础的其他微波无源器件的大小、体积、质量与成本;与此同时也增加了器件实际制造过程的可重复性和可靠性,从而提高了制作效率。因此使得利用基片集成波导设计的微波器件具有巨大的应用价值。

  本论文从研究基片集成波导的结构参数并结合定向耦合器的原理出发,设计出一种基于基片集成波导定向耦合器的微波无源器件。其中基片集成波导尺寸的选取和定向耦合器的的设计过程,包括基本模型的建立以及对器件各个参数对器件性能影响的数据分析,从而获得最优的模型参数,得到目标器件。也证明了利用基片集成波导设计得到的定向耦合器具有很好的方向性和耦合度,并且有效的减小器件的体积,从而利于微波电路的集成。

  本论文进一步针对优化过的基片集成波导定向耦合器进行外接阻抗匹配设计,通过三种匹配方式得到的数据进行分析后得到其最优匹配形式。设计得到了满足目标带宽的基片集成波导和微带线的阻抗匹配。在设计过程中,由于SIW和微带线的特征阻抗在频率上的变化刚好相反,因此采用了减小驻波来对带宽进行扩展。

  文章结尾,本论文对整个课题研究进行详细总结,并提出了在实验过程中的问题和需要改进的地方。

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