基于平面型慢波传输线的小型化射频器件的研究与设计

发布时间：2020-03-26 07:11

【摘要】：现代通信技术的发展对射频器件的小型化提出了越来越高的要求。平面型慢波传输线因其设计灵活和易于加工的优点被广泛应用于射频器件的小型化设计当中,成为了当前射频器件研究领域的一个热点课题。此外,研究如何使射频器件具备谐波抑制效果,改善通信系统的信噪比和通信质量也成为了射频器件研究领域的另一个热点课题。本文设计两款微带平面型慢波传输线和一款共面波导(Coplanar waveguide,CPW)慢波传输线,同时介绍了它们在威尔金森功分器和分支线耦合器的小型化及谐波抑制方面的应用。利用折叠高低阻抗传输线和微带交指电容,设计了一款三角形慢波传输线。利用折叠高阻抗传输线,平板电容和H型缺陷地结构,设计了一款缺陷地矩形慢波传输线。利用交指电容和蛇形线,设计了一款共面波导慢波传输线。在传输线的分析部分,本文分别对这三款平面型慢波传输线的结构,小型化原理,等效电路参数提取,设计过程及仿真结果分析进行了详细的介绍。此外,还对三角形慢波传输线和缺陷地矩形慢波传输线的谐波抑制效果进行了讨论。在传输线的应用部分,利用三角形慢波传输线设计了具有谐波抑制效果的小型化威尔金森功分器和3dB分支线耦合器。这两款器件最终取得了41.2%和66.6%的尺寸减小效果。此外,器件的谐波抑制效果也得到了实物测试结果的验证。利用缺陷地矩形慢波传输线,设计了小型化谐波抑制威尔金森功分器和3dB分支线耦合器。最终测试结果表明这两款器件分别取得了66.8%和76.2%的尺寸减小和较宽的-20dB谐波抑制范围。利用共面波导慢波传输线,设计了一款小型化共面波导威尔金森功分器。器件的加工和测试结果表明,所设计的功分器实现了51%的尺寸减小。
【图文】：

等效电路图,慢波传输,三角形,等效电路

(c)35.4Ω 传输线图 3.7 三角形慢波传输线等效电路仿真理图仿真，得到三角形慢波传输线的仿真真所得 S 参数图，图 3.9 和图 3.10 为仿.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0cy(GHz)0.7 ATL by EM solver0.7 ATL by EM solver0.7 ATL by lumped model0.7 ATL by lumped model0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 -120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100S-Parameter(dB)Frequ|S11| of 50 ATL |S21| of 50 ATL |S11| of 50 ATL |S21| of 50 ATL

等效电路图,慢波传输,等效电路,缺陷

(c)35.4Ω 传输线图 4.12 缺陷地矩形慢波传输线等效电路仿真的电磁仿真与等效电路仿真，，70.7Ω、50Ω 和参数如图 4.13 所示5 6 7 8 9 10ency(GHz)r |S11| of 70.7 ATL by lumped modelr |S21| of 70.7 ATL by lumped model0 1 2 3 4 5 -60-50-40-30-20-100S-Parameter(dB)Frequency|S11| of 50 ATL by EM solver |S21| of 50 ATL by EM solver Ω 传输线 (b)50Ω 传
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN811

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