80GHz波导功分器设计(2)

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3.3 匹配结构的比较 17

3.4 进一步研究的问题 17

结论 19

致谢 20

参考文献 21

1 绪论

1.1 课题背景

功分器全称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可以将它反过来使用即将多路信号能量合成一路输出，这时也可以称之为合路器。作为一个功分器，它的输出端口之间应该保证一定的输出隔离度。功分器通常是成对使用，功分器先将输入功率分成若干份，然后再分别放大之后合成输出，功分器广泛应用于射频微波固态发射源的功率放大器中[1]。近年来，随着无线通信技术的飞速发展，民用或军用通讯系统的载波频率不断提高，在这种背景下，小型化、低功耗的高频电子器件和通信电路设计使微带技术在此领域发挥了自己的优势。功率放大电路中的功率分配与耦合元件的性能将很大影响整个系统的通讯质量。近年来 ,在通信系统需求的牵引下，功率分配器正朝着宽频带、低插损以及高功率方向发展。在微波毫米波电路中，三端口功率分配器具有十分广泛的应用，例如，在微波功率传感、相位检测、混频器等众多电路中均有应用。随着无线通信的快速发展，微波器件的宽频带、小型化、低损耗的实现是微波射频电路的研究热点，而且随着超宽带天线、超宽带滤波器等超宽带器件的研究，市场对超宽带的功率分配器的需求越来越大。论文网

金属波导具有导体损耗和介质损耗小，功率容量大，没有辐射损耗、结构简单、易于制造等优点，因而广泛应用于3GHz至300GHz的厘米波段和毫米波段的通信、雷达、遥感、电子对抗和测量等系统中。为了实现高频段和大功率容量的要求，本文设计仿真一个中心频率为80GHz的3mm波导功分器。

1.2 国内外功分器技术发展现状

1.2.1 波导理论的发展

1.2.2 波导功分器的发展

2 功分器的简介

2.1 功分器的分类

功分器是将输入的信号的能量按一定的比例分成两路或多路的器件。从结构上可分为电阻型功分器，微带功分器，同轴功分器、波导功分器等。目前最常用的是微带功分器比如威尔金森功分器。在大功率容量下，波导型功分器也应用较广。文献综述

常见的功分器有变压器式、微带或带状线式、波导式和铁氧体式，它们各有优缺点和使用场合。除此之外，还有一种利用电阻分配网络设计的功分器，它很适合工作频段不是很高的超宽带情形，在C波段以下的跨多个倍频程功分器设计中常被采用。电阻分配网络具有频带宽、电路简单、成本低廉等优点，但插入损耗相对较高，不能应用到对功率要求高的电路中。较高的插入损耗也使得这种功分器网络有很高的输入、输出和路间隔离，而这正是此功分器的设计目标。

低功率功分器大多采用微带或带线结构，这样做的好处是结构简单，易于制作，易于和电路相连，其缺点是耐压低，只适合于低功率电路。在高功率条件下，微带或带线结构就显得无能为力。这时可采用同轴结构，其优点是：同轴结构中密封变压器耐高压击穿能力大大提高；易于控制阻抗(TEM传输线，特性阻抗具有解析公式)；同轴线的特性阻抗随机械加工公差的变化小，对同轴线内外径的尺寸要求不是很严格，只需表面光滑，防止高压击穿即可；可以采用现成的管料，机械加工容易；可以直接与高功率天线相连等等。