【摘 要】
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从20世纪80年代,1G的诞生到如今的5G时代,随着移动通信技术的不断发展,无线通信系统向着小型化,高频率,高功率发展。在这样背景下,基于基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）的“可重构定向耦合器”或“可调定向耦合器”具有广阔的应用场景。SIW是在20世纪初提出的一种类波导结构的平面传输线,易与平面电路集成,非常适合应用于高频,高功率场景。现有的机械式
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从20世纪80年代,1G的诞生到如今的5G时代,随着移动通信技术的不断发展,无线通信系统向着小型化,高频率,高功率发展。在这样背景下,基于基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）的“可重构定向耦合器”或“可调定向耦合器”具有广阔的应用场景。SIW是在20世纪初提出的一种类波导结构的平面传输线,易与平面电路集成,非常适合应用于高频,高功率场景。现有的机械式可重构定向耦合器,存在调节速度过慢的问题,对于电控式可重构定向耦合器,无法应用于高频,高功率场景。针对以上问题,结合目前已有的磁控可重构天线和滤波器,通过在SIW定向耦合器加载铁氧体,改变外加偏置磁场来实现对定向耦合器参数的可调性。研究如下:1.首先设计了X波段SIW传输线;在SIW传输线的基础上设计了三款耦合为20d B,10d B,6d B的SIW多孔定向耦合器,三款SIW多孔定向耦合器均为满频带,方向性大于24d B;根据SIW传输线设计了SIW短缝定向耦合器,中心频率为10GHz,20d B方向性带宽为1.07GHz。2.基于三款SIW多孔定向耦合器在合适位置加载铁氧体设计出三个不同耦合度的磁控耦合系数可调SIW定向耦合器。改变外加偏置磁场,在不同的耦合度下,三个器件均可以实现大于1.7d B的耦合度调节量,且外加偏置磁场对隔离度,驻波的影响较小。3.基于在SIW短缝定向耦合器的合适位置加载铁氧体设计出磁控频率可调SIW定向耦合器,在满足20d B方向性带宽为1GHz的前提下,改变外加偏置磁场,中心频率移动了200MHz。以上工作提供了两种磁控可重构定向耦合器的实现途径,这种类型的可调定向耦合器在无线通信的小型化,高频率,高功率发展背景下有着潜在的应用价值。
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