有源巴伦馈电差分天线的研究与设计

发布时间：2020-04-02 10:52

【摘要】：随着现代电子技术和无线通信技术的飞速发展,人们对射频前端和天线的要求越来越高,如降低天线的交叉极化,提高天线的抗干扰能力,增加天线带宽等。为提升无线通信系统的抗干扰能力,差分天线成为无线通信领域的研究热点之一。差分天线的优点是可以直接利用射频电路的差分信号进行馈电工作,无需巴伦进行信号转换。其中,巴伦可以实现单端到差分信号的转换。在巴伦的选择中,由于有源巴伦对于无源巴伦,具有工作频段宽,占用面积小,可以集成在前端电路等特点,越来越受到工程师们的青睐。本文主要对有源巴伦电路和差分天线进行深入研究,分析使用有源巴伦馈电差分天线的相关问题。主要工作内容包括:1.对有源巴伦进行仿真分析和实测研究。设计了四种有源巴伦电路,分别为单级反相器结构有源巴伦、交叉级联反相器结构有源巴伦、共栅共源结构有源巴伦和差分对结构源巴伦,并对前三款进行了加工测试。四种有源巴伦的仿真结果均满足预设指标要求,在L波段工作带宽大于500MHz,相位不平衡度小于5°,幅值不平衡度小于0.2dB。分别对前三种有源巴伦进行了加工测试,并与仿真结果对比分析。根据仿真和实测结果,分析并改进电路设计,使得所设计的共栅共源结构有源巴伦测试结果和仿真结果吻合良好。实测其工作带宽为1GHz-1.6GHz,相对带宽为23%,相位不平衡小于2°,幅值不平衡小于0.1dB。所设计的共栅共源结构有源巴伦满足宽带系统要求,满足相位幅值平衡度误差要求。2.对有源巴伦馈电差分天线的仿真分析和实测研究。设计了两种微带差分天线,选用共栅共源结构有源巴伦馈电差分天线,仿真结果表明工作带宽为600MHz,交叉极化低于-35dB,满足宽带化和低交叉极化的要求。实测结果表明其工作带宽为1GHz-1.6GHz(600MHz),相对带宽为23%,满足设计要求。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN822

【参考文献】