微波功率分配器件的研究与设计

摘要

微波功率分配器作为现代微波通信系统、雷达系统以及电子对抗等系统中的重要无源器件，在整个系统中占据着相当重要的地位。功率分配器的功率幅度平衡度、插损、输出端口之间的隔离度、相位的一致性、体积等都是微波工作者非常关注的指标，每一个指标都将对整个系统的质量优劣程度产生非常重要的影响。
　　本论文正是针对上述问题，以设计工作带宽宽、插损小、端口之间隔离度好、相位一致性好、结构紧凑的功率分配器为核心内容。论文的主要工作如下：
　　首先，介绍了微波功率分配器发展背景意义、现在的研究现状及研究进展，对微波功率分配器的相关理论包括三端口和四端口网络理论、Wilkinson功率分配器理论等进行了阐述分析。
　　其次，基于 Wilkinson功率分配器和阻抗变换器的基本原理，仿真设计了一款2-18GHz宽带功率分配器，给出了仿真曲线，并加工出了实物，利用矢量网络分析仪进行了测试并对测试结果进行了分析。
　　然后，在对传统魔T功率分配器进行分析的基础上，采用一种新的匹配结构，并将隔离端口弯折到盖板内，实现了功率分配器的紧凑型设计，设计并制作出了一款工作在Ka波段的魔T功率分配器，在31-37GHz范围内，输入输出端口反射小于18dB，两个输出端口的幅度一致性良好，波动在0.1dB范围内，两路间的相位一致性小于3度，两路间的隔离小于19dB。
　　最后，在魔T理论和四端口网络的基本理论的基础上提出一种新型类魔T功率分配器，该结构以E平面2平分波导功率分配器为基础，在波导的窄边上插入一个同轴的第四端口，与中间的隔板相连接，起到类似魔 T结构的隔离端口的作用，设计加工了一款工作在K波段的功率分配器，在18-26.5GHz的范围内，输入端口回波损耗大于20dB，输出端口回波损耗大于15dB，两输出隔离度优于19dB，相位一致性小于5度。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 本课题的研究现状

1.3 本论文的主要工作

第二章 微波功率分配器的基本理论

2.1 三端口网络的基本特性

2.2 四端口网络的基本特性

2.3 T型结功率分配器

2.4 Wilkinson功率分配器

第三章 微带宽带功率分配器的设计

3.1 四分之一波长阻抗变换器

3.2 宽带微波功率分配器的设计

3.3 2-18GHz功率分配器的设计

3.4 2-18GHz功率分配器的测试

3.5 本章小结

第四章 Ka波段功率分配器的设计

4.1 波导魔T的理论分析

4.2 波导魔T的匹配

4.3 波导魔T功率分配器的设计

4.4 波导魔T功率分配器的测试

4.5 本章小结

第五章 K波段功率分配器的设计

5.1 K波段新型功率分配器的设计

5.2 K波段新型功率分配器的加工与测试

5.3 本章小结

第六章 总 结

致谢

参考文献

硕期间取得的研究成果