微带威尔金森超宽带功分器研究

摘要

超宽带（Ultra Wideband，UWB，3．1-10．6 GHz）无线技术是利用纳秒级窄脉冲低功耗地发射无线信号的技术，适用于高速、近距离的无线个人通信。超宽带系统的研究迅速地发展，并具有巨大的市场价值。超宽带功分器是在超宽带系统的关键部件，被广泛地应用在放大器、混频器和天线阵列当中。本论文的主要贡献如下：
　　 本论文首先介绍了超宽带技术的研究背景和超宽带功分器的研究现状。然后分析了传统一阶和多阶威尔金森功分器，证明实现超宽带带宽需要用传统三阶威尔金森功分器，其尺寸较大且高频特性一般。针对这个不足，本文提出了三种新型微带超宽带功分器的设计和实现方法，有效地减少了超宽带功分器的尺寸。
　　 首先提出了微带单支节二阶威尔金森超宽带功分器。在传统二阶威尔金森功分器的第一段传输线中加入开路支节，目的是在其输入反射系数的高频处引入一个反射零点，在带内形成三个反射零点，从而实现超宽带特性。它具有更优良的超宽带特性，并且缩减了10％的尺寸和一个隔离电阻。
　　 然后提出了微带双支节二阶威尔金森超宽带功分器。在传统二阶威尔金森功分器的两段传输线中均加入开路支节，目的是在其输入和输出反射系数的高频处均引入一个反射零点．在带内形成三个反射零点，从而实现了超宽带特性。其传输线长度比单支节二阶威尔金森超宽带功分器短了20％。
　　 最后提出了微带耦合线一阶威尔金森超宽带功分器。在传统一阶威尔金森功分器中加入耦合线和与之首尾相接的传输线，目的是其在输入反射系数的低频和高频处引入两个反射零点，在带内形成三个反射零点，从而实现超宽带特性。同时输入和输出反射系数在带外具有两个传输零点，具有滤除带外信号的功能。其传输线长度只有四分之一波长，比双支节二阶威尔金森超宽带功分器短了55％。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 超宽带技术概述

1.2 超宽带技术研究背景

1.3 超宽带功分器研究现状

1.3.1 宽带功分器

1.3.2 超宽带功分器

1.4 内容安排

第二章 传统威尔金森功分器理论

2.1 功分器的基本理论

2.2 等分威尔金森功分器的基本理论

2.2.1 偶模分析

2.2.2 奇模分析

2.3 宽带等分威尔金森功分器的基本理论

第三章 微带单支节二阶威尔金森超宽带功分器

3.1 引言

3.2 传输线和开路线的基本理论

3.2.1 传输线理论

3.2.2 开路线理论

3.3 微带单支节二阶威尔金森功分器的设计

3.2.1 偶模分析

3.3.2 奇模分析

3.4 微带单支节二阶威尔金森功分器的实现和测量

3.5 本章小结

第四章 微带双支节二阶威尔金森超宽带功分器

4.1 引言

4.2 微带双支节二阶威尔金森超宽带功分器的设计

4.2.1 偶模分析

4.2.2 奇模分析

4.2.3 综合分析

4.3 微带双支节二阶威尔金森超宽带功分器的实现和测量

4.4 本章小结

第五章 微带耦合线一阶威尔金森超宽带功分器

5.1 引言

5.2 耦合线的基本理论

5.3 微带耦合线一阶威尔金森超宽带功分器的设计

5.3.1 偶模分析

5.3.2 奇模分析

5.4 微带耦合线一阶威尔金森超宽带功分器的实现

5.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢