【摘 要】
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功率分配器扮演着无可替代的角色,无论是相控阵雷达、电子探测、电子对抗等军用系统,还是移动通信、卫星通信、无线局域网、电视、遥控等民用系统,都会用到功率的合成和分配
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功率分配器扮演着无可替代的角色,无论是相控阵雷达、电子探测、电子对抗等军用系统,还是移动通信、卫星通信、无线局域网、电视、遥控等民用系统,都会用到功率的合成和分配技术。Wilkinson功分器和定向耦合器作为功率分配器应用的两个分支已成为当下研究的热点。随着射频微波系统对微波元器件的小型化、高性能提出了更高的要求,对微型化高性能功率分配器的研究势在必行,本文围绕着如何使Wilkinson功分器和定向耦合器实现小型化、高性能做了如下的工作：(1)针对微带结构、同轴结构和波导结构等传统功分器尺寸过大的问题,利用了LTCC技术对内埋电感、内埋电容进行三维集成：针对隔离度不高、端口匹配不好等问题,采用了集总形式的Wilkinson功分器结构。结合ADS和HFSS联合仿真,对原理图中原件逐个拟合,设计出了一款通带在1.8-2.2GHz体积是3.2mm*1.6mm*0.9mm性能良好的功率分配器。(2)针对基于LTCC技术集总结构的WiIkinson功分器调试规律做了探究,分别对功分器中电感、接地电容、并联电容和层间距对功分器造成的影响进行了研究,通过对上述元件参数的扫描仿真,总结出元件对功分器性能影响的规律。并利用这些调试规律在原模型基础上设计出了通带在L波段和S波段两款性能良好的功分器。其体积都是3.2mm*1.6mm’0.9mm,L波段功分器通带在0.9-1.2GHz,S波段功分器的通带在2.8-3.1GHz。两款功分器的实物测试效果表明,插入损耗均小于1.5dB,隔离度均值优于20dB,在测试误差允许的范围内和仿真结果相吻合,达到了设计指标。(3)针对传统微带定向耦合器尺寸大、损耗高的问题,对双层带状线应用LTCC技术,引入蛇形走线方式进行高度集成；通过理论计算出带状线长度、宽度和间距,在此基础上分别对微带线长、宽、间距扫描优化,设计出了一款体积是4mm*7.48mm*2.2mm.插入损耗小于0.2dB、隔离度优于25dB工作在2.65-3.55GHz的小型化高性能定向耦合器。
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