论文部分内容阅读
随着无线技术的快速发展,宽带多极化天馈技术在卫星通信、大规模MIMO技术、雷达、导航、电子对抗及射电天文等系统中有着广泛的应用,其组成器件的小型化、宽频带、低损耗已成为当今业界研究的热点。本文针对超宽带紧凑型多极化馈电网络展开研究,主要研究工作如下:1.研究了多层宽边耦合微带结构,基于这种结构的宽带3 dB定向耦合器具有超宽带的优点。以经典的矩形耦合微带耦合参数计算公式为基础,提出了一种改进的矩形耦合器参数的计算方法,并仿真验证了其可行性,采用该方法可以达到更高的耦合度。提出了两种改进的椭圆形耦合微带的耦合参数的计算公式,并与经典的椭圆耦合参数计算公式进行仿真比较,验证了改进方法的可行性,并利用该方法研究了工作在2.1-13.3 GHz的多节椭圆形耦合结构。实现了多层共面波导结构的超宽带耦合器,在2.3-18 GHz的带宽内回波系数和隔离度均优于17 dB,耦合度为3±2 dB,带内相位波动小于6°。计算并描绘了耦合参数与奇偶模特性阻抗以及耦合度的关系曲线。2.利用微带宽边耦合原理,设计了两个工作在2.5-8 GHz的45。、90。超宽带移相器,相位波动分别小于5°、10°,插损均小于0.8 dB。将超宽带3dB耦合器与90°移相器级联,实现了结构紧凑、低插损的超宽带和差网络。进行了和差网络实验研究。实验结果表明:2.5-8 GHz的频带上,和端口和差端口之间的隔离度大于13 dB,插损小于1.6 dB。并对结果进行了深入讨论,提出了几个改进的方案。3.研究了电控实现水平、垂直、45°线极化以及圆极化的超宽带多极化馈电网络,论证了分别采用移相器芯片和定向耦合器90°移相实现极化转换的方案,结合第三章设计的超宽带共面波导定向耦合器、多节Wilkinson功率分配器、单刀四掷开关和低噪声放大器芯片,实现了单片机控制多种输出极化状态,工作在2-18 GHz的超宽带多极化馈电网络。最后,研究了用于超宽带馈电网络的幅度均衡器,改善了输出增益,在工作频带内,各极化状态的输出增益波动至少改善3.6 dB。