【摘 要】
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环行器是收发系统中不可缺少的重要组成部分,广泛应用于通信系统和雷达系统中。随着新一代通信技术的出现和普及,微波器件面临着更复杂更高要求的应用环境。可以简单总结为小型化、易集成,对于特定情况,在满足前面两点的同时还要具有高功率容量。对于微带线等传统平面电路来说,易于实现小型化,但功率容量较低;波导功率容量足够大,但体积大难以集成。基片集成波导(SIW)的提出为解决功率和尺寸的矛盾,提供了一个可行的方
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环行器是收发系统中不可缺少的重要组成部分,广泛应用于通信系统和雷达系统中。随着新一代通信技术的出现和普及,微波器件面临着更复杂更高要求的应用环境。可以简单总结为小型化、易集成,对于特定情况,在满足前面两点的同时还要具有高功率容量。对于微带线等传统平面电路来说,易于实现小型化,但功率容量较低;波导功率容量足够大,但体积大难以集成。基片集成波导(SIW)的提出为解决功率和尺寸的矛盾,提供了一个可行的方案,成为时下的热门课题。基于以上问题和解决思路,本文设计了P波段SIW和RSIW传输线,并利用RISW设计了P波段环行器。首先设计了中心频率为950 MHz的SIW,并利用波导脊梁技术,进一步设计出基片集成脊波导(RSIW),加脊后进一步缩小了尺寸并加宽了工作带宽。接下来利用RSIW设计了相对带宽为5.3%的P波段窄带环行器和相对带宽为43.6%的P波段宽带环行器。为进一步展宽环行器的工作带宽,又探讨了多种展宽方法,使环行器的相对带宽提高到52.6%。最终设计结果为:工作频率700~1200 MHz、S11<-16 dB、S31<-15 dB、S21<0.5 dB、计算得连续波功率容量约为1.6 k W、端口尺寸为140 mm×30 mm。实现了小型化高功率容量的要求。最后对SIW环行器的有效Q值的计算方法进行了讨论,并给出了覆盖多个重要参数的有效Q值计算式。利用计算式对有效Q值进行计算可快速对环行器的性能优劣进行判断,有利于加快环行器的设计和调试周期。
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