双层基片集成波导定向耦合器和共面波导移相器的研究

摘要

随着通信技术飞速的发展，且得益于微电子技术的进步，微波毫米波有源电路，如混频器、振荡器、放大器，甚至收发信机等，已逐步从分离元件电路、混合集成电路，发展到今天的单片集成电路。鉴于此，无源电路，如双工器、滤波器、功率分配器/合成器、定向耦合器、移相器等，又成为影响微波毫米波系统整体集成度的关键因素。基片集成波导（SIW）是近十年来出现在微波、毫米波领域内的一种新型波导结构，为微波、毫米波系统的集成化，小型化提供了一个全新的途径。
　　 本文以双层基片集成波导定向耦合器作为主要研究方向，利用SIW导波结构和双层PCB设计仿真并实现了以下三种定向耦合器：
　　 1.分析比较了双层SIW十字型缝隙和哑铃型缝隙的耦合特性，在此基础上设计了工作频带是14GHz～16GHz，耦合度是6dB的哑铃型基片集成波导定向耦合器，实验结果与仿真结果吻合。
　　 2.利用奇偶模分析方法分析了波导宽边双缝定向耦合器的耦合特性，并以此为依据研制了工作频带是14.5GHz～15.5 GHz双层基片集成波导宽边双缝3dB定向耦合器，实验结果与仿真结果验证了设计方法的有效性。
　　 3.利用HFSS高频仿真软件分析了正交基片集成波导中心斜缝定向耦合器的耦合特性，给出了斜缝谐振长度的拟合公式。研制了工作频带是14GHz～16GHz的正交基片集成波导斜排缝3dB定向耦合器，实验结果与仿真结果吻合。
　　 本文的的第四部分研究了一分为四等功率输出共面波导功分器，在此基础上提出了机械式可调共面波导移相器的原理结构。该移相器结构简单、易加工、移相效果好，可适用于移动通信系统中的波束连续可调的电下倾基站天线。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 本文的研究背景

1.2 基片集成波导定向耦合器研究现状

1.3 论文的研究内容和章节安排

参考文献

第二章 基片集成波导和定向耦合器的概述

2.1 基片集成波导的传输特性

2.2 基片集成波导与微带传输线之间的转换

2.3 定向耦合器的主要特性参数[10]

参考文献

第三章 双层基片集成波导定向耦合器的设计

3.1 哑铃型基片集成波导定向耦合器的设计

3.1.1 倍兹孔定向耦合器

3.1.2 正交矩形波导十字缝耦合器

3.1.3 哑铃形正交基片集成波导耦合器的仿真设计与测试

3.2 基片集成波导宽边双缝3dB定向耦合器的设计

3.2.1 波导宽边双缝3dB定向耦合器的奇偶模分析

3.2.2 基片集成波导宽边双缝3dB定向耦合器的仿真设计与测试

3.3 基片集成波导斜排缝3dB定向耦合器的设计

3.3.1 正交基片集成波导宽边斜缝定向耦合器的仿真分析

3.3.2 斜排缝谐振概述

3.3.3 斜排缝3dB定向耦合器的仿真设计与测试

3.4 小结

参考文献

第四章 机械可调共面波导移相器的设计

4.1 应用背景

4.2 共面波导移相器的设计

4.3 小结

参考文献

总结与展望

一、全文总结

二、后期展望

致谢

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