【摘 要】
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功分器是通信系统中必不可少的无源器件,它的作用是对功率进行分配和组合。宽带功分器作为星载和机载系统中的关键组成部分,其体积、大小和重量都受着非常严格的限制,研制尺
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功分器是通信系统中必不可少的无源器件,它的作用是对功率进行分配和组合。宽带功分器作为星载和机载系统中的关键组成部分,其体积、大小和重量都受着非常严格的限制,研制尺寸小、重量轻、性能良好的宽带功分器十分必要。在现有的众多先进技术中,LTCC(低温共烧陶瓷)由于其高密度电子封装、三维多层结构等特点,为器件的小型化和电路的高集成设计提供了很好的解决方案。论文基于LTCC技术,研究了在微波领域(X和Ku频段)宽带的小型化功分器。具体研究内容如下:首先,研究了威尔金森功分器的工作原理和多节阻抗变换器的特性,为宽带功分器的设计奠定了很好的理论基础,并介绍了衡量功分器性能的一些重要指标。然后,根据功分器的具体设计参数,借助ADS和HFSS仿真软件进行建模和仿真,设计出工作频率在8-18GHz的微带功分器。通过不断的调试和优化得到了符合要求的S参数结果,即反射系数S11<-20dB,插入损耗S21,S31<4.0dB,隔离度S23>20dB。该功分器的中心频率为 13GHz,体积为 31.04mm*23.23mm*7mm。最后,基于LTCC技术,设计出工作频率在8-18GHz的小型化功分器。该功分器的中心频率为13GHz,体积为3.68mm*3mm*1.5mm,反射系数S11<-10dB,插入损耗S21,S31<4.0dB,隔离度S23>13dB。可以看出,利用LTCC技术设计出来的功分器体积缩小为原来的1/300。在性能方面,与微带功分器相比,虽然输入端口的反射系数和隔离度指标稍差,但也可以满足一般设计要求。随着相关技术的发展,参数指标将会得到进一步提升。
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