微波毫米波集成元器件与电路研究

发布时间：2021-08-17 18:43

　　微波毫米波天线、电路与系统的集成化设计对于无线通信系统、导航系统以及雷达系统等领域的发展有着至关重要的作用。可集成、高性能的无源元器件与微波毫米波单片集成电路是目前微波毫米波系统集成化研究的主流方向。为此,本文针对平面集成天线、滤波器、环形耦合器等无源电路以及高性能微波毫米波单片集成电路开展研究,主要工作如下:绪论回顾了微波毫米波电路与系统的研究背景与意义,并分析了国内外的研究现状,最后介绍了本文的研究目标与主要内容安排。第一章研究了易于平面集成的准平面正交模耦合器（OMT）和双极化阵列天线。首先提出了一种准平面正交模耦合器,通过基片集成波导（SIW）结构馈电保证了该正交模耦合器可以与平面电路集成。正交模耦合器的四个端口中的一对端口使用高阻微带线与短路端口合成为一个端口,另一对端口通过SIW合路器合成为一个端口,这样原先的四端口正交模耦合器简化成了两端口正交模耦合器,这种新型结构在减小了尺寸的同时也保证了性能。虽然该正交模耦合器有一部分金属结构,但由于可与平面电路直接集成,因此本文称之为准平面正交模耦合器。在此基础上,提出并实现了一种准平面1×8的双极化阵列。该双极化阵列的一个极化采用... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图0-1集成了多功能芯片与片外无源元器件的测试模块

本章设计并实现了一款用于37-43GHz 5G通信频段的准平面正交模耦合器。图1-1给出了这种正交模耦合器的结构,因为这款正交模耦合器有着低剖面的特性同时可以与其它平面电路直接集成,所以本文称之为准平面正交模耦合器。§1.2.1. 准平面正交模耦合器的分析与设计

为了解决之前提到的问题,本文使用了一段高阻微带线来连接2个对应的脊波导并将端口1-短路,这种结构如图1-2(b)所示。之后端口2+和端口2-使用SIW合成网络合成为端口2,如图1-2(c)所示。高阻微带线的线宽为0.1mm,其对应的阻抗约为100Ω。有了这截高阻微带线连接两个对应的脊波导,信号就可以传输到对面,并同时激励起这两个脊波导,最终形成垂直极化。有了这种新型的结构,端口1-和端口1+便可以直接合成为端口1而不再需要额外的合成网络。有高阻微带线和没有高阻微带线对端口1反射系数的影响如图1-4所示。从阻抗匹配的角度来看,这段高阻微带线也可以视作SIW到脊波导之间的阻抗匹配。除了高阻微带线之外,在这里本章也讨论了短路端口的长度,这个参数会影响端口1的反射系数。为了进一步提高正交模耦合器的隔离度,一些金属化通孔放置在了正交模耦合器介质基片的中央,这样可以防止信号传输到其它端口,从而影响端口间隔离度。仿真的两个极化的电场分布如图1-6所示,垂直极化由端口1激励,而对应的水平极化由端口2激励。从电场分布可以看出两个端口间具有很高的隔离度。图1-4所述结构包含/不包含高阻微带线时的反射系数

【参考文献】：
博士论文
[1]微波毫米波GaN功率MMIC技术研究[D]. 陶洪琪.东南大学 2018
[2]微波毫米波集成天线技术研究[D]. 杨天杨.东南大学 2015
[3]微波毫米波集成技术研究[D]. 周浩.东南大学 2015
[4]毫米波平面反射阵与透镜天线的研究[D]. 江梅.东南大学 2015
[5]宽带双极化贴片天线及其阵列技术研究[D]. 谢姣皎.西安电子科技大学 2014
[6]单片集成射频微波功率放大器及开关的设计研究[D]. 王肖莹.浙江大学 2012



本文编号：3348289