转向耦合器与BST移相器的设计

发布时间：2020-03-30 04:56

【摘要】：采用转向耦合器与钛酸锶钡(BST)铁电薄膜与制作的反射型移相器具有移相速度快、移相精度高、插入损耗小、功率容量大等优点,是新型可调谐微波器件比较有竞争力的选择方案,在现代微波系统中有较大应用前景。因此,本论文对转向耦合器和BST移相器的设计与应用进行了研究。本文在深入研究转向耦合器与BST移相器特性的基础上,利用全波电磁仿真软件,提取了转向耦合器和移相器结构参数。为了提高转向耦合器的隔离度,设计了具有开路枝节和短路枝节的新型转向耦合器,并进行了实物制作和测量,验证了设计方案的合理性。将共面波导铁电移相器应用于1×4天线阵列,完成天线阵波束控制,实现了相控天线阵特性。论文主要研究内容如下:1、研究了转向耦合器的原理及其关键技术。分析了开路枝节和短路枝节对耦合器性能的影响,提出了提高耦合器隔离度的方法。仿真优化了枝节的尺寸对耦合器性能的影响,并应用优化后的结构参数进行实物制作和测量,测量结果与仿真结果基本一致,验证了设计方案的可行性。2、研究了加载铁电薄膜的不同结构的移相器性能。采用HFSS仿真了共面波导铁电移相器,研究了衬底厚度、薄膜厚度、地线和传输线间隙等因素对移相器性能的影响。然后仿真了周期叉指结构的铁电移相器,研究了叉指长度、叉指宽度和叉指间隙等因素对移相器移相度、插入损耗和回波损耗的影响。3、研究了BST移相器在天线阵中的应用,每个辐射单元加载共面波导铁电移相器,研究了不同的偏置电压对天线阵的主波束方向的控制,通过设置合理偏置电压网络,完成对天线阵对空间的扫描,实现了相控阵天线特性。
【图文】：

到的功率就会升高，从而实时地监控似，只是在获得输入信号时采用了威尔称耦合器 (b) 威尔金森功分器图 1-1 6dB 微带耦合器还可用于通信基站信号探测，如图 1

(a) 阻抗转换紧耦合器 (b) 应用耦合器的微带平衡器图 1-3 应用定向耦合器的微带平衡器转向耦合器同样可以用于制作微带平衡器，C. I. Shie，J. C. Cheng， S. 等采用转向耦合器设计了平面微带平衡器，如图 1-4 所示。一方面，这保持了平面结构，避免了因打孔诱导造成的相位偏差。另一面，，转向耦合构特性简化了直流偏置电路设计。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN623

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 韩磊;商坚钢;;一种新颖三元件补偿的微带线定向耦合器研究[J];微波学报;2010年01期

2 师鹏燕;王敏锡;赵明洪;;平行耦合线定向耦合器的设计[J];信息技术;2009年06期

本文编号：2607072