30-150MHz宽带双定向耦合器的设计与实现

摘要

随着现代通讯技术的飞速发展和微波系统集成度的迅速提高,对各种微波器件的指标要求也是越来越高。定向耦合器作为电子通讯系统的重要组成部分,其性能的优化对信号传递系统有着十分重要的意义。传输线变压器结构的定向耦合器由于具有体积小、功率容量大、工作频段宽、方向性好、结构简单、便于制造等优点,在很多微波通讯系统中得到了广泛应用。本文对传输线变压器结构宽带双定向耦合器进行了详细的研究。
　　本论文设计的传输线魔T定向耦合器工作频率在30MHz-150MHz,耦合度为30dB,方向性大于18dB,耦合平坦度为±0.5dB,驻波比小于1.25,主线衰减小于0.3dB,且要求定向耦合器尺寸要小于30mm×30mm×15mm。为了满足指标要求,本论文最终采用传输线变压器魔T结构来实现信号的定向耦合,并通过添加衰减网络来达到耦合度。
　　本论文首先对定向耦合器的工作原理和技术指标进行介绍。然后对变压器串并联耦合原理进行了分析,进而推导出单定向耦合器结构,并在单定向耦合器基础上改进得到最终的三线魔T变压器耦合器结构。由于本文采用的耦合器结构是构建在传输线变压器的基础上的,故对传输线变压器作了简要介绍,并具体分析了三线传输线变压器的电位特点以及最佳传输条件。
　　最后进行定向耦合器的设计和制作。利用理论分析计算得到的参数进行电路(ADS)仿真,再根据仿真结果对存在的问题进行优化,确定最终参数并制作实物样品,对样品性能进行测试,通过将测试结果与理论结果进行对比分析,找到设计过程中的不足之处,并提出改进思路。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1定向耦合器的研究和发展状况

1.2传输线定向耦合器研究的目的和意义

1.3定向耦合器的主要应用

1.4论文安排及主要工作

2 定向耦合器的基本理论

2.1概述

2.2定向耦合器的主要技术指标

2.3定向耦合器的S参量矩阵

2.4本章小结

3 宽带双定向耦合器的设计与仿真

3.1设计指标分析

3.2定向耦合器实现方案

3.3扭绞线变压器魔T最佳传输条件

3.4定向耦合器仿真及优化

3.5本章小结

4 宽带双定向耦合器的制作与测试

4.1定向耦合器的制作

4.2定向耦合器的测试

4.3测试结果分析

4.4本章小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间完成的研究成果