【摘 要】
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功率分配器(功分器)作为射频前端中重要的组成部分,在如今的射频微波电路中起着无可比拟的关键作用。随着科技的不断进步,无线通信技术的发展也随之大步向前,这就导致对于功分器的要求也是不断的增加,这其中,多频带,高性能,尺寸小,费用小,易集成等要求尤为突出。基于以上的研究背景,本文提出了一种基于单个环形结构来实现双频点功能的Wilkinson功分器,主要工作内容现总结为以下几个方面:首先我们总结了目前已
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功率分配器(功分器)作为射频前端中重要的组成部分,在如今的射频微波电路中起着无可比拟的关键作用。随着科技的不断进步,无线通信技术的发展也随之大步向前,这就导致对于功分器的要求也是不断的增加,这其中,多频带,高性能,尺寸小,费用小,易集成等要求尤为突出。基于以上的研究背景,本文提出了一种基于单个环形结构来实现双频点功能的Wilkinson功分器,主要工作内容现总结为以下几个方面:首先我们总结了目前已经提出的各种功分器的性能,作用,优缺点以及研究现状。对于其中的设计关键:阻抗匹配网络和隔离电阻进行了归纳总结。对于单个的环形结构在功分器,滤波器以及阻抗变换器等微波无源器中的发展进行了总结,阐述了其优缺点,并依据此以上观点提出可以利用环形结构来设计阻抗匹配网络进而实现具有双频点的Wilkinson功分器。本文提出了两种电路结构,一种是利用单个环形结构来实现双频点的功能,在此基础上后续利用耦合线的方式来减小电路尺寸。在设计过程中,我们对所提出的两个电路结构进行了理论分析和建模仿真,并且最后的实验结果证明了所提出方法的可行性。其次我们提出了一种基于单个环形结构的双频Wilkinson功分器。该功分器的两个频点分别是3GHz和6.6GHz。在整体设计的过程中,因为环形结构的加入导致双频点的出现,而且因为环形结构的加入使得传统的隔离电阻的摆放方式在该电路中并不能实现隔离的作用,所以最后我们选择把隔离电阻摆放在两个特征阻抗之间来实现隔离效果,同时减小了电路的整体尺寸。最后给出了功分器的理论仿真结果和实验仿真结果的比较,比较结果表明实验结果与理论结果相差不多,证明了我们的设计。最后在上一个功分器设计的基础上,因为上下两个环形结构距离较近,会产生一定的耦合,所以我们进一步提出在环形结构的基础上,加入耦合线来实现双频点的功能。在理论分析的过程中我们讨论了一个隔离电阻以及两个隔离电阻的情况,最终选择了一个隔离电阻的情况进行理论计仿真和电磁场仿真。最终设计出来的电路仍然可以实现双频点的功能。最终的实验结果证明了所提出理论的可行性,但是在理论分析和建模仿真中还有一些地方不够完善,需要在后续工作中做进一步的研究。
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