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随着射频通信系统突飞猛进的发展,无线设备越来越向小型化,便携性的方向进步。同时通讯标准的多元化,促进了双频或多频射频系统的诞生。如何将组成单频系统的微波器件扩展到双频以及如何实现双频微波器件的小型化成为了具有重要意义的研究课题。为了实现这一目标,本论文针对几种微波无源器件的小型化和双频设计展开了一系列的研究。本论文创新性研究成果包括：1.研究了频率依赖性复数阻抗变换理论,提出了三种由一段传输线和一个并联枝节构成的新型双频阻抗变换器结构。它们可以在两个频段内同时满足将频率依赖性复数负载阻抗匹配至50欧标准源阻抗或频率依赖性复数源阻抗。论文推导出实现该结构的数学表达式,并对其进行了仿真和实验验证。这部分成果以学术论文形式发表在国际著名微波会议：Asia Pacific Microwave Conference2012上。2.提出了一种改进的小型化双频不等分威尔金森功分器。通过利用慢波结构替代原有的微带线,将双频不等分威尔金森功分器的尺寸减小为原来的71.6%。通过仿真和实物测试对比,进一步验证了该设计的有效性。这部分成果以学术论文形式发表在国际著名微波会议：Asia Pacific Microwave Conference2012上。3.提出了一种不附加任何枝节线的小型化环形混合网络结构。通过ABCD矩阵和偶奇模分析,得到轴对称结构下等分环形混合网络的小型化设计,解决了环形混合网络占用电路面积过大的难题。在此基础上,进一步提出了不等分环形混合网络的小型化结构。该结构具有两个自由变量,可实现极大的功分比而不受传输线特征阻抗的限制。通过仿真和实物测试验证了该方法的有效性。这部分成果以多篇论文的形式发表在期刊：Journal of Electromagnetic Waves and Applications和Journal of Convergence Information Technology上。4.提出了具有一个附加枝节的双频环形混合网络结构。通过在传统环形混合网络结构上添加一段开路或短路枝节,可实现同时工作于两个频率的环形混合网络。论文推导出实现该结构的闭式解析公式,通过电路仿真证明了结构的可行性。在此基础上进一步提出了一种双频不等分环形混合网络。讨论了该结构的几种特例。通过仿真和实物测试对该方法进行了验证。