新型小型化超寬帶功率分配器的設(shè)計

自從2002年美國通信委員會批準(zhǔn)超寬帶商用以來，各種超寬帶器件的研究逐漸增加[1-4]。超寬帶功率分配器作為建立超寬帶電路和系統(tǒng)不可或缺的器件，其發(fā)展也非常重要。但關(guān)于超寬帶功率分配器的文獻(xiàn)并不多。參考文獻(xiàn)[5]通過級聯(lián)多級威爾金森功率分配器來實(shí)現(xiàn)超寬帶的目的，但結(jié)構(gòu)尺寸太大且需要更多的電阻。參考文獻(xiàn)[6]采用一對階躍阻抗開路線和一對平行耦合線設(shè)計超寬帶功率分配器，具有很好的帶外抑制以及很好的隔離度，但在高頻時插入損耗較大。參考文獻(xiàn)[7]中提出用多層的槽線實(shí)現(xiàn)超寬帶功率分配器，具有很好的帶通性能，但不易加工制作。參考文獻(xiàn)[8]使用微帶線與槽線形成T-型結(jié)構(gòu)，在超寬帶的頻率范圍內(nèi)形成異相信號的功率分配器。

本文利用四分之三波長折疊微帶線與四分之一波長微帶線級聯(lián)，并在輸入端口引入四分之一波長短路線，設(shè)計出一種新型的超寬帶功率分配器。通過在輸入端口引入四分之一波長短路線，可以有效地增加帶內(nèi)傳輸極點(diǎn)。運(yùn)用奇偶模的分析方法進(jìn)行理論分析，導(dǎo)出相應(yīng)的設(shè)計公式。然后通過HFSS仿真并進(jìn)行優(yōu)化，加工成實(shí)物進(jìn)行測試。測試結(jié)果顯示該結(jié)構(gòu)在超寬帶頻帶內(nèi)具有很好的匹配性能和隔離度，且與仿真結(jié)果相符。

1 設(shè)計原理

超寬帶功率分配器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。由于結(jié)構(gòu)對稱性，可以采用奇偶模的分析方法對其進(jìn)行理論分析。

2 仿真及測試結(jié)果

本文采用的是介電常數(shù)為2.65、厚度為0.8 mm的介質(zhì)。由前面的分析可得到結(jié)構(gòu)初始尺寸，并通過HFSS進(jìn)行仿真優(yōu)化,得到最終的尺寸：W0=2.2 mm,W1=0.7 mm,W2=0.2 mm,W3=1 mm,L1=6.7 mm,L2=5.8 mm,L3=5.7 mm,L4=9.6 mm,L5=3.5 mm,d=3 mm,S=2.2 mm,R1=43 Ω,R2=130 Ω。

參考文獻(xiàn)
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