本文關鍵詞： 弱耦合 小型化 頻率可調(diào)節(jié)和耦合度可重構 輸入/輸出端口無交叉 多模衛(wèi)星導航終端有源天線　出處：《大連海事大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：微帶同向定向(Co-directional, COD)耦合器大多基于分支線結構,其體積大,頻帶窄；由于加工工藝所限,基于平行耦合線結構的反向定向(Contra-directional, CTD)耦合器耦合線間隙不能太小,無法實現(xiàn)緊耦合。相比于COD耦合器和CTD耦合器,橫跨定向(Trans-directional, TRD)耦合器具有緊耦合、電路尺寸小和固有隔直等優(yōu)點,因此研究TRD耦合器及其應用具有重要的意義。為了適應通信系統(tǒng)發(fā)展的需要,TRD耦合器還有許多問題待解決。因此論文致力于新型TRD耦合器及其應用研究。提出新型TRD耦合器的設計方法,并將TRD耦合器應用到微波電路中,提高電路系統(tǒng)的性能。本課題由國家自然科學基金項目、交通運輸部交通應用基礎研究項目和中央高�；究蒲袠I(yè)務費資助。論文的主要創(chuàng)新工作如下：(1)提出一種高方向性弱耦合TRD耦合器的設計方法,給出了嚴格的參數(shù)設計數(shù)學表達式。在此基礎上,采用電容加載缺陷性地耦合共面波導(Coplanar Waveguide, CPW)和電感加載非對稱共面波導(Asymmetrical Coplanar Waveguide, ACPW)傳輸線研制了兩款耦合度分別為10 dB和20 dB的TRD耦合器。與相同耦合度傳統(tǒng)平行耦合線定向耦合器相比,提出的弱耦合TRD耦合器的方向性更優(yōu)。(2)提出一種TRD耦合器小型化的設計方法。推導了LC元件加載傳輸線的參數(shù)設計公式,并以此為基礎,研制了一款體積小、方向性高的TRD耦合器。與傳統(tǒng)平行耦合線結構TRD耦合器相比,論文提出的TRD耦合器體積縮小了47.6%,方向性提高了15 dB。(3)提出一種頻率可調(diào)節(jié)TRD耦合器的設計方法,將頻率可調(diào)節(jié)相對帶寬提高到了66.7%。此外,又提出一種耦合度可重構TRD耦合器的設計方法,推導了其參數(shù)設計數(shù)學表達式,并給出了詳細的設計步驟。基于該設計步驟,研制了一款耦合度可重構范圍為3～40dB的TRD耦合器。當耦合度為40dB時,該TRD耦合器可作為一個過橋,實現(xiàn)了功能可重構。(4)提出一種基于TRD耦合器的輸入/輸出端口無交叉180°混合環(huán)的設計方法。該混合環(huán)由CTD耦合器、TRD耦合器和相位差為180°的兩條相移線組成。混合環(huán)中CTD耦合器和TRD耦合器的耦合度可以根據(jù)加工精度自由選擇,設計靈活度高。此外,電路中沒有跨接線、電氣化過孔和多層結構,更易加工。小體積和固有隔直也是該混合環(huán)的特點。為了進一步擴大該混合環(huán)的應用范圍,對TRD耦合器進行了改進,又提出一種任意耦合度輸入/輸出端口無交叉180°混合環(huán)。給出了改進TRD耦合器的解析設計公式和任意耦合度輸入/輸出端口無交叉180°混合環(huán)的設計方法。(5)基于TRD耦合器設計了高性能多模衛(wèi)星導航終端有源天線。該有源天線的輻射部分集成了短路圓環(huán)抑制表面波(Shorted-annular-ring Reduced-surface-wave, SAR-RSW)貼片和反向短路圓環(huán)抑制表面波(Inverted Shorted-annular-ring Reduced-surface-wave, ISAR-RSW)貼片,通過采用電容耦合饋電技術和空氣層加載技術展寬了天線的阻抗帶寬,使其能夠覆蓋GPS, GLONASS、GALILEO和BD定位導航信號。該有源天線的饋電網(wǎng)絡集成了正交的TRD耦合器,通過采用TRD耦合器對SAR-RSW貼片和ISAR-RSW貼片饋電,展寬了天線的圓極化帶寬。為了減少SAR-RSW貼片與ISAR-RSW貼片之間的互耦效應,提高天線的抗多徑性能,提出了基于缺陷性地結構(Defected Ground Structure, DGS)的互耦抑制技術。此外,在天線的饋電網(wǎng)絡中還集成了基于射頻/直流共線技術的高增益寬帶低噪聲放大器(Low Noise Amplifier, LNA),提高了有源天線的增益。
[Abstract]:In order to meet the needs of the development of the communication system , the TRD coupler has the advantages of tight coupling , small circuit size and inherent separation . (3)鎻愬嚭涓，

本文編號：1518463