基于交叉型慢波传输线的功分器的研究与设计

• 作 者: 郭希
• 出 处: 重庆邮电大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 慢波传输线 交叉型 共面波导 功分器 小型化 谐波抑制

随着近几十年来现代通信技术的超高速发展,小型化设备成为未来的重要发展方向。由于微波无源器件的尺寸与电磁波波长相关,慢波结构能够降低在该介质基板上传输的电磁波的相速度,从而导致其导波波长减小,当采用慢波结构来设计微波无源器件时,能够实现其器件尺寸小型化。此外,由于信号的高次谐波将严重影响系统的工作质量,所以在实现系统小型化的同时,如何抑制高次谐波也是现在的研究热点。作为射频器件的重要组成部分,功分器被广泛应用于各种射频前端和平衡系统中,利用慢波结构来设计小型化、具有谐波抑制效果的功分器具有重要的研究意义。本文主要研究内容如下所示:1.利用传统的π型慢波单元网络和X型单元网络相移的互补特性,将π型和X型单元网络相组合,形成交叉型慢波单元网络。以蛇形线结构和交指电容结构为基础,在共面波导上实现了只有单层电路的交叉型慢波传输线。将其应用到T型功分器与威尔金森功分器的小型化设计中,设计的T型功分器工作频点为0.9 GHz,尺寸为20.9 mm×30 mm,仅为传统结构大小的34.1%。设计的威尔金森功分器尺寸为21.9 mm×30 mm,仅为传统结构大小的35.7%。2.在第一款交叉型慢波传输线的基础上进行改进,通过继续加载LC并联谐振回路,引入新的传输零点来抑制第三、第五次谐波,从而实现了具有谐波抑制特性的交叉型慢波传输线,并将其应用到T型功分器与威尔金森功分器的谐波抑制设计中。设计的T型功分器工作频点为0.9 GHz,尺寸为25.3 mm×28.2 mm,仅为传统结构大小的38.8%,对第三次和第五次谐波的抑制效果分别为21 d B和24 d B。设计的威尔金森功分器尺寸为26 mm×28.2 mm,仅为传统结构大小的39.9%,对第三次和第五次谐波的抑制效果分别为25dB和26dB。