全带宽波导功分器的研究与设计
本文关键词: 功分器 多级阻抗匹配 脊波导 全带宽 紧凑型 出处:《电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:功分器件是一种重要的微波无源器件,广泛用于相控阵雷达、天线馈线系统以及功率放大器等微波设备。功分器主要用来对功率进行分配和合成,也可用作功率调配器和双工器的输入端。功分器可以分为波导腔体和微带两大类,其中波导腔体功分器波导以其低损耗、高功率容量和较宽的传输带宽等优良特性倍受青睐,但它有着体积过大,加工成本较高,不便于集成等缺点,现阶段也朝着小型化方面发展。微带功分器有着成本低廉、小体积、性能稳定易于与其他有源电路集成的优点,广泛应用在微波系统集成和小型化领域,但传输功率的不足和插入损耗过大也影响着它的应用。功分器性能好坏区分指标主要包括,功分器输入端口反射系数、输出端口之间的功率幅度平衡度、插入损耗、隔离度、各输出端口之间的相位差、器件大小等技术指标。本论文结构上分为五章,第一章对功分器的研究背景和发展现状进行了介绍,在章节的末尾概括了本论文的主要工作。第二章基于理论对功分器的特性进行分析,介绍了奇偶模分析方法,详细分析了多级阻抗和脊波导理论。第三章中先对传统二等分波导功分器进行仿真优化,最后提出并设计了一款新型宽带H-E面波导功分器,该功分器工作在ka波段,相对带宽达到36.14%,输出端口的相位一致,该产品已经加工测试。第四章在前面的思想上,结合脊波导和多级阻抗匹配理论,通过对初始功分器模型的探讨和改善,最终设计了一款新型全带宽E-H面波导功分器。该功分器输入端口和输出端口呈90°分布,在26.4GHz-40 GHz的频率范围内实现了全带宽传输,其通带内的插入损耗为±0.25 dB,输出端口相位相差180°,最终加工的功分器结构紧凑,在矢网上测试结果与仿真结果基本吻合,该功分器可以用于输入和输出端口不在一个平面的场合。
[Abstract]:Power divider is an important passive microwave device, widely used in phased array radar, antenna feeder system, power amplifier and other microwave equipment. The power divider can also be used as the input of power modulator and duplex. The power divider can be divided into two categories: waveguide cavity and microstrip, in which waveguide cavity power divider waveguide is favored for its excellent characteristics such as low loss, high power capacity and wide transmission bandwidth. However, it has many disadvantages, such as too large volume, high processing cost, inconvenient integration and so on. At present, microstrip power divider has the advantages of low cost, small volume, stable performance and easy integration with other active circuits. It is widely used in the field of microwave system integration and miniaturization, but its application is also affected by the deficiency of transmission power and too much insertion loss. The power amplitude balance, insertion loss, isolation, phase difference between output ports, device size and other technical indicators. The structure of this paper is divided into five chapters, In the first chapter, the research background and development status of the power divider are introduced. At the end of the chapter, the main work of this paper is summarized. In chapter 2, the characteristics of the splitter are analyzed based on the theory, and the method of odd-even mode analysis is introduced. The theory of multistage impedance and ridge waveguide is analyzed in detail. In the third chapter, a new broadband H-E planar waveguide splitter is proposed and designed, which works in ka band. The relative bandwidth is 36.14 and the phase of the output port is the same. The product has been processed and tested. In Chapter 4th, combining the theory of ridge waveguide and multi-stage impedance matching, the initial power divider model is discussed and improved. Finally, a novel full bandwidth E-H waveguide power divider is designed. The input and output ports of the power divider are 90 掳distributed, and the full bandwidth transmission is realized in the frequency range of 26.4GHz-40 GHz. The insertion loss in the passband is 卤0.25 dB, the phase difference of the output port is 180 掳, the final fabricated power divider is compact, and the test results on the vector network are in good agreement with the simulation results. The power divider can be used in the case where the input and output ports are not in the same plane.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN626
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,本文编号:1512788
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