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新型等波纹定向耦合器的设计与研究

新型等波纹定向耦合器的设计与研究

作者：李雪峰南京邮电大学

学位级别：硕士

现今无线通信技术发展迅速,微波器件不断朝着宽带、小型化的方向发展,这对在微波系统中有着重要地位的定向耦合器也提出了越来越高的要求。定向耦合器的种类众多,按传输线分类,最常见的为微带线耦合器和带状线耦合器。由于其自身的结构... 详细信息

现今无线通信技术发展迅速,微波器件不断朝着宽带、小型化的方向发展,这对在微波系统中有着重要地位的定向耦合器也提出了越来越高的要求。定向耦合器的种类众多,按传输线分类,最常见的为微带线耦合器和带状线耦合器。由于其自身的结构特点,微带线和带状线有着不同的工作模式,即微带线工作在准TEM模式而带状线工作在TEM模式。因此,带状线定向耦合器更易获得更好的方向性。在多节对称平行耦合线耦合器设计理论中,每段耦合线具有相同的电长度,且有成熟的设计表格来作为参考。本文研究的耦合器均为多节带状线3 d B定向耦合器,主要内容为:1.针对多节平行耦合线耦合器,利用理想传输线搭建模型,研究对比了对称和非对称结构的定向耦合器各自的优缺点。仿真结果表明,当耦合线节数相同时,前者的两个输出端口相位差为90度,后者的相位差呈准线性变化;在不限定相位差位90度时,后者可以使用比前者小将近一半的尺寸来实现相同的工作带宽。2.设计了一款工作在2-14 GHz范围内的宽带Tandem耦合器。此款定向耦合器在结构上由两个完全相同的、多节对称型8.34 d B定向耦合器交叉级联构成。此耦合器仿真结果优异,反射系数和隔离度都小于-19 d B,两个输出端口输出幅度值为(-3±0.4)d B,输出端口相位差为(90±1.5)度。3.设计并制作了一款可以在低温(24K)下正常工作的宽带定向耦合器。此款定向耦合器结构对称,工作频率范围为2-14 GHz,耦合度为3 d B,两个输出端口之间的相位差为90度。通过反复迭代优化,得到了一款工作性能优异的定向耦合器。选择耐低温的材料对其进行加工,并进行了常温和低温下的测试。测试结果表明,此款耦合器在两种温度下的工作性能良好,两个输出端口的幅度不平衡度最大为0.8 d B,两个输出端口的相位不平衡度最大为3.5度。

关键词：宽带带状线耦合器 Tandem耦合器对称多节耦合器

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宽带非对称多节定向耦合器设计

固体电子学研究与进展 2020年第4期40卷 264-268,295页

作者：张友俊王晶上海海事大学信息工程学院上海201306

针对微波系统对定向耦合器带宽要求高的问题,提出了一种宽带定向耦合器的设计方法。将多节耦合传输线等效为多节阶梯阻抗滤波器的级联,采用矩阵运算和网络综合理论设计了一款1~4 GHz耦合度为20 dB的定向耦合器,并采用加载枝节补偿电容... 详细信息

针对微波系统对定向耦合器带宽要求高的问题,提出了一种宽带定向耦合器的设计方法。将多节耦合传输线等效为多节阶梯阻抗滤波器的级联,采用矩阵运算和网络综合理论设计了一款1~4 GHz耦合度为20 dB的定向耦合器,并采用加载枝节补偿电容的方法提高耦合器的定向性。通过HFSS仿真软件对其进行仿真优化,并制造了一款宽带定向耦合器实物,实测结果表明:在1~4 GHz内该耦合器的耦合度在-19.3^-20.2 dB之间,隔离度小于-30 dB,回波损耗小于-13 dB,带内波动小于0.9 dB,达到-20 dB耦合器设计要求。

关键词：带状线耦合器宽带补偿电容高定向性矩阵运算

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一种改进型Ka波段宽带耦合器设计

电子元件与材料 2014年第9期33卷 72-74页

作者：贾文强陈建荣张晓阳姚欣西安空间无线电技术研究所陕西西安710100

基于LTCC工艺技术，分析并设计了一款改进型Ka波段宽带带状线耦合器，耦合器采用两个8．34dB带状线耦合器级联实现，并用调谐电容片和弧形带状线改善隔离度与回波损耗。利用三维电磁场分析软件HFSS对耦合器三维结构进行了建模仿真和分... 详细信息

基于LTCC工艺技术，分析并设计了一款改进型Ka波段宽带带状线耦合器，耦合器采用两个8．34dB带状线耦合器级联实现，并用调谐电容片和弧形带状线改善隔离度与回波损耗。利用三维电磁场分析软件HFSS对耦合器三维结构进行了建模仿真和分析改进。结果表明，该耦合器的回波损耗和隔离度在17．7～29．0GHz都大于20dB。

关键词：带状线耦合器电容调谐弧形带状线 Ka波段 LTCC 隔离度

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超宽带非对称多节定向耦合器设计

低温与超导 2013年第12期41卷 86-89页

作者：陈荣飞中国电子科技集团公司第十六研究所合肥230043

介绍了一种超宽带非对称多节定向耦合器的设计方法，采用矩阵运算和网络综合理论设计出1—9GHz超宽带20dB耦合器，通过ADS仿真软件对其进行仿真，仿真结果表明，该耦合器具有优良的性能。实际测试结果在1～9GHz频带内，插损≤0．7dB；... 详细信息

介绍了一种超宽带非对称多节定向耦合器的设计方法，采用矩阵运算和网络综合理论设计出1—9GHz超宽带20dB耦合器，通过ADS仿真软件对其进行仿真，仿真结果表明，该耦合器具有优良的性能。实际测试结果在1～9GHz频带内，插损≤0．7dB；耦合度20dB；带内波动≤1dB；隔离度≥27dB；端口驻波≤1．32。实测数据与仿真结果具有很好的一致性。

关键词：超宽带带状线耦合器插损耦合度

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超宽带微波直接定向耦合器设计

广东通信技术 2008年第3期28卷 57-61页

作者：高帆邓长灯李万坤曾庆栋航天九院设计部航天九院设计部五室孝感学院物电学院

本文采用矩阵运算和网络综合理论设计出600-2700MHz超宽带带状线定向耦合器,给出该定向耦合器的详细的设计过程并使用ADS仿真软件实现带状线尺寸计算,进行仿真,最终给出仿真结果。

关键词：超宽带带状线耦合器 ADS仿真