射频UHF频段微带线结环行器CAD设计

摘要

随着通信技术的迅猛发展，对于IS-95、W-CDMA、CDMA2000的移动台和基站的信号的发射和接受有了越来越高的要求。出于安全可靠的需要，在功率放大器的后面一级往往需要加入隔离器，防止因意外而发生大功率信号的返回而造成对元器件的破坏。 目前，隔离器和环行器广泛用于雷达、电子对抗、遥测遥控、微波测量等方面，隔离器和环行器作为单向传输器件，他们的作用不容忽视。 本文在已有的传统的场的分析方法基础上，将已知的对三端口环行器的场分析结果带入到三端口网络S参数理论中，得到一些结论，并根据这些结论设计出一套快速准确的Y形结环行器的CAD设计流程，然后根据该流程利用EDA软件设计仿真出了Y形圆盘结的三端口环行器(中心频率为2140MHz)并进行了实际制作，结果显示，在2110MHz-2170MHz范围内，器件的插入损耗在0.25dB左右，隔离度大于37dB。研究测试了器件性能随着偏置磁场的不同而变化的特点，证明了本设计方法所需的偏置磁场较传统方法要小的优点。之后在900MHz同样使用了该设计方案，证明了在该频段Y形结并不适用。 然后在Y形结环行器基础上，推导总结出了双Y形结环行器的设计流程，同时也利用EDA软件设计仿真出了双Y形圆盘结的三端口环行器(中心频率为940MHz)并进行了实际制作。结果显示，在900MHz-1GHz范围内，器件的插入损耗在0.3dB左右，隔离度大于28dB。 最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1概述

1.2国内外研究动态

1.3本文内容安排

第2章铁氧体环行器基础

2.1铁氧体材料的性质

2.1.1单个电子的进动，进动方程及其解

2.1.2旋磁介质与张量磁导率

2.1.3法拉第旋磁效应

2.1.4双折射效应

2.2铁氧体环行器工作原理

2.2.1一般环行器的工作原理

2.2.2 Y形结环行器的工作原理

第3章环行器传输线理论

3.1传输线概述

3.2微带线环行器中的微带线

3.2.1有效介电常数

3.2.2特性阻抗

3.2.3波长

3.2.4介质损耗

3.2.5反射系数

3.3微带线环行器传输线的选择

3.4微带线环行器传输线的工艺流程

3.4.1基片清洗

3.4.2真空蒸发

3.4.3光刻工艺

3.4.4电镀金工艺

3.5本章小结

第4章Y形圆盘结环行器优化设计

4.1铁氧体材料选择

4.1.1矩形系数和剩磁比

4.1.2功率

4.1.3铁氧体参数设计

4.2内导体尺寸设计

4.2.1内导体设计理论

4.2.2内导体匹配设计

4.2.3内导体设计程序实现

4.3 WCDMA 2.1GHz Y形结环行器设计仿真制作

4.3.1选材

4.3.2尺寸计算

4.3.3 HFSS仿真优化

4.3.4实际制作

4.3.5偏置磁场对环行器的影响

4.4 GSM 900MHzY形结环行器设计仿真

4.4.1选材

4.4.2尺寸计算

4.4.3 HFSS仿真优化

4.5本章小结

第5章双Y形结环行器设计

5.1概述

5.2内导体尺寸设计

5.3 GSM 900MHz双Y结环行器设计仿真制作

5.3.1尺寸计算

5.3.2 HFSS仿真优化

5.3.3实际制作

5.4本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

附录

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果