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移动通信技术迅猛发展,通信频率资源紧张的趋势就日益凸显,通信系统需要不断更新和扩容,各种通信技术对通信设备也提出了较高的要求。微带定向耦合器作为微波、毫米波系统中的重要器件,制约着系统性能和技术水平,其性能的优劣将直接影响到整个系统的质量。研究超宽带,多频,集成的耦合器在缩小整体电路尺寸和减小无线通信模块制作成本方面都提供了益处。
本文首先给出了传统的微带分支线耦合的基本理论和其基本参数,作为本文的理论基础;接着介绍了实现双频的分支线耦合器π型和T型电路模型,并着重介绍了对传统耦合器λ/4传输线进行等效的方法,在此基础上,对T型电路模型的计算方法提出了改进,同时提出了十字短截线的传输线模型,将其应用于耦合器的设计中,综合出双频分支线耦合器一般的设计方法,得出的仿真曲线验证了此设计方法。
最后,提出了一种工作在双频带系统、分支线采用SIR结构的宽带耦合器。该耦合器的中间分布四根平行传输线,其中两根传输线采用SIR结构。通过调节SIR结构上传输线的阻抗,可以在工作的双频段(高低频段)上灵活地调节耦合器谐振频率的位置和带宽。仿真和测试结果表明,该耦合器在1.8-2.45GHz和5.2-5.8GHz两段频段内均满足特性,既满足GSM系统的1.8GHz频段,也满足无线局域网(WLAN)系统要求,并且相位稳定。