基于SIW结构的功分器与电控移相器

发布时间：2020-06-26 01:31

【摘要】：近来几年,基于对宽带的低成本微波与毫米波设备的需求,出现了大量新型的微波电路设计和加工技术。基于基片集成波导技术(SlW)的各种设计具备了出色的特性,使得SIW成为其中发展最快,最为领先的技术之一。SIW技术具备了传统金属波导的所有优质特性,同时由于其使用了廉价的印刷电路板技术(PCB),使得其加工成本降低至与集成平面传输线相同。总的来说,SIW技术同时具备传统金属波导的低损耗、高Q值与平面传输线的低成本、易集成特性。在前两章中,本文针对SIW技术的一些新型应用进行了研究,简单介绍了设计SIW设备的几种常见方法。在本文第三章中,利用SIW技术的优异特性,设计了一种多路放射状SIW功分器,同时给出了这种设计的等效电路模型,使得研发人员可以根据模型设计出满足不同需求的功分器。此功分器外形紧凑,测试结果表明具有低损耗的特性(0.45dB)。在第四章中,提出了一种基于SIW结构,利用PIN开关实现电控的可变移相器的设计方法。在这类移相器的设计中,引入了将SlW结构的表面开槽,并采用电控开关对槽进行短路／开路的控制,从而实现移相的新颖思路。这种移相器设计简单,易于加工,并能提供最大至90°的电控移相,同时保持了较低的损耗,使得其在相控阵天线系统中的应用成为可能。在第五章中,提出了另外一种基于SIW结构的电控移相器,这类移相器利用PIN开关控制SlW表面开槽长度,使得能量通过不同长度的槽在两层SIW结构间耦合,从而实现不同角度的移相。实测结果显示此移相器有较宽带宽(33%),较低插入损耗(1.5dB),同时实现了最大可至180°的移相,带内平稳性良好。在每章末尾,均针对本设计与国际先进的同类工作进行了对比。在此类电控移相器中,开关的控制电路的设计同样较为困难。本文中提出了一种直观且简单的控制电路设计,采用了在SIW表面开槽,对控制电路进行隔离的方法；这种设计方法避免了控制电路对设计带来的附加困难。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN626;TN623

【引证文献】