集总参数宽带3 dB正交定向耦合器的分析方法

介绍一种新的分析集中元件的宽带3 dB定向耦合器的方法。该方法利用奇偶模激励得到具有正交对称平面的本征单端口模型,这种等效使得在定向耦合器的分析过程中,可以直接引用一些现有的结论,利用矢量图示直观地得到各个端口散射参数之间的关系,简化了计算过程。最后对耦合器的拓扑结构的频率特性进行了理论分析和验证,对有关文献进行了扩充。

一种任意阻抗变换比集总宽带正交定向耦合器的分析方法

文章提出了一种实现任意阻抗变换比的集总参数宽带正交定向耦合器的分析及设计方法,通过定向耦合器的奇偶模分析,从链形散射矩阵角度出发,得到级联定向耦合器的任意阻抗变换比的元件参数解算公式。经先进设计系统(advanced design system,ADS)仿真验证,由参数解算公式得到的网络变换阻抗值和计算结果一致,并且级联的带宽比单级定向耦合器单元的带宽有显著提高。给出以2.45GHz为中心频点、阻抗变换比为4的设计实例,对分析方法进行了验证,测试结果与仿真结果吻合。由于使用的是集总参数型的元件,该耦合器输出阻抗可根据比例要求设定,具有小尺寸、大带宽、易于单片微波集成电路(monolithic microwave integrated circuit,MMIC)的集成等优点。

3dB定向耦合器及其在调频广播中的应用

定性地对3dB定向耦合器原理及结构特性进行说明分析;介绍了3dB定向耦合器现行功用、主要性能指标参数。通过3dB定向耦合器在全固态调频广播发射机中的应用介绍,说明3dB定向耦合器在使用性能上的多元化以及应用的广泛化,为3dB定向耦合器在射频电路设计思路上提供一些借鉴。

基于正交定向耦合器组合的微波功率测量方法

定向耦合器广泛应用于微波系统的功率测量.但定向耦合器的方向隔离度有限,两个方向的耦合输出信号存在一定程度地串扰,影响功率测量的准确性.为了解决这一问题,本文提出一种正交耦合测量方法.该方法采用一对相位差为90°的定向耦合器同时测量功率,通过对测量结果的计算处理,可消除方向串扰的影响.推导了正反向传输功率与正交耦合器组合功率测量值的关系,分析了正交偏差所产生的误差.为了确定耦合器的正交状态,提出了一种准确测量两个定向耦合器之间相位差的方法.实测表明正交耦合方法可有效提高功率和驻波比测量的准确性.

2进1出3 dB宽带定向耦合器的设计

基于平行耦合线的理论,研究了2进1出3dB宽带定向耦合器的设计原理及方法。根据理论计算及电路仿真,采用三节耦合线,结合耦合带状线上下空间结构,进行三维建模仿真,优化低互调大功率负载。通过实物加工和调试,获得了工作带宽内驻波比<1.15、耦合度<3.4dB、隔离度>30dB、三阶互调<-160dBc的结果,能较好地满足实际工程需要。

3dB定向耦合器在调频广播发射机功率分配与合成的应用

本文通过实例分析了3dB定向耦合器在调频广播发射机功率分配与合成方面的应用,介绍如何运用网络分析仪对3dB定向耦合器构成的功率分配,并对合成器主要技术指标进行了测试,。

一种W波段集总元件差分正交定向耦合器

文章描述了基于任意终端阻抗的W波段集总元件差分正交定向耦合器的设计方法,任意阻抗终端允许线性和非线性元件与耦合器匹配,而无需变压器网络。首先从耦合器的奇偶模分析出发,结合传输波矩阵得到集总元件正交定向耦合器的元件解算公式;然后对该耦合器拓扑结构的频率特性进行理论分析;最后基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计一款以94 GHz为中心频率的W波段集总元件差分正交定向耦合器,该耦合器的插损(S_(21)、S_(31))在94 GHz处为6.6 dB,在90~98 GHz的设计频段内回波损耗(S_(11)、S_(22)、S_(33))小于-15 dB,幅度不平衡和相位误差分别为0.3 dB和1.5°。

论3dB带状线定向耦合器的功率合成与分配

本文对3dB带状线定向耦合器的功率分配、功率合成、3dB耦合器组成的功率合成器进行了分线盒论述。

飞秒弧子脉冲在非线性定向耦合器中的传输控制研究

本文研究了超短脉冲在非线性定向耦合器中的传输控制。在飞秒级超短脉冲情况下 ,三阶色散效应变得很重要 ,需对在耦合器中的皮秒级脉冲传输控制方程进行修正。用对称分步傅里叶变换方法进行数值模拟分析 ,结果表明通过选择不同强度的正交极化同步控制脉冲 。

一种抑制微放电的宽带大功率定向耦合器设计

在卫星有效载荷系统中,3 dB定向耦合器作为微波工程关键器件已得到广泛应用,而此类器件在太空真空环境中,常因真空环境下大功率工况引发的微放电效应形成谐振放电现象,影响耦合器性能与寿命,对于卫星系统日益增多的小型化及大功率需求,在器件设计时应充分考虑微放电效应并兼顾小型化要求,采用有效抑制手段以确保器件在轨稳定可靠。通过分析定向耦合器工作原理与不同结构耦合器之间的差异,阐述了真空环境下的微放电效应产生机理,针对性地采取基于奇偶模分析法的耦合线结构耦合器设计方法,选用高导热材料Rogers TC350+作为耦合器介质,利用软基板多层混压方式进行产品加工,通过仿真试验与真空环境实测,表明此类设计既具有体积小、重量轻的特点,又可有效抑制器件微放电效应,确保了耦合器的工作性能,满足卫星系统使用工况。

S-Band 3dB定向耦合器的优化设计及应用

3dB定向耦合器在组成微波器件中有着广泛的应用,在我们的实验室中最常用到的带有3dB定向耦合器的微波器件是移相器、衰减器和能量倍增器等,3dB定向耦合器的性能参数对上述器件的性能起着决定性的作用.在对原有S-band 3dB定向耦合器模拟研究的基础上,通过对不同组数据的分析比较,提出了此结构的优化设计方案.重新设计后的3dB定向耦合器不仅简化了加工工艺,而且驻波比、不平衡度、隔高度都达到了更好的效果.将新设计的定向耦合器应用到移相器中,通过对新老移相器的模拟和测试结果的比较可以看到移相器的各项指标均比原来有所提高,而这也是以往移相器所无法达到的新指标.对新加工的移相器试验件的测试数据表明,实验测试和模拟计算的一致性很好.

基于ATF54143平衡式低噪声放大器的设计

基于低噪声放大器(LNA)的噪声系数和驻波比之间的矛盾,本文采用安捷伦公司的ATF54143晶体管计了一款工作于890～960MHz平衡式低噪声放大器。该设计分为两部分:3dB90°相移定向耦合器和并联的低噪声放大器。本文中首先介绍LNA相关理论,然后通过安捷伦公司的ADS仿真软件进行电路仿真,仿真结果满足设计要求,达到了低噪声系数和良好地驻波比要求。此文也为后面电路的设计和调试提供了理论支持。

海纳F103S型调频发射机的功率合成分析

根据海纳F103S型全固态调频立体声广播发射机上所采用的功率合成器,对威尔金森耦合器原理和并联使用、3d B定向耦合器进行了定性的分析说明;介绍了功率合成器在实际工作中应注意的事项。

一种1分3功率分配器的设计

功率分配器是广播电视发射机系统的分配网络里最常用的无源器件，功率分配器的性能对电视发射机系统有着不可忽略的影响。本文介绍了功率分配器的研究现状，对比了几种常用的功率分配器结构，并介绍了可作为功分器使用的3dB定向耦合器结构的优点和工作原理，在此基础上具体阐述了一种一分三功率分配器的设计思路，并给出设计的结构、EST软件仿真优化过程和实物钡q试结果。

平衡式并发双波段功率放大器的设计与实现

并发式双波段功率放大器一直是5G通信技术研究的热点之一.当双频激励信号同时出现时,传统的双波段功放会由于双频信号所产生的调制效应导致阻抗匹配恶化,甚至出现失配的情况.针对此问题,文中设计了一款能够同时在GSM900和TD-LTE频段工作的功放,其利用平衡结构,优化其匹配特性,将阻抗失配所产生的反射分量通过双频耦合器消除,从而很大程度上改善调制效应所导致的失配问题,改善输出、输入端口的驻波情况,提升功放的性能以及稳定性.首先基于π型阻抗变换结构,设计一款并发双波段3 dB定向耦合器,此外为避免出现双频阻抗变换器计算繁琐和空间布局困难的情况,在支路放大电路采用π型和T型结合的双频阻抗变换器,经过理论推导和仿真,可实现任意频率的两个不同阻抗变换,最终实现工作在GSM900和TD-LTE频段的平衡式并发双波段功放.本设计基于ADS仿真平台,选用GaN晶体管CGH40010F进行设计仿真,并以Rogers4350b板材制作实物.实测结果显示:在900 MHz和2.6 GHz两个频段上匹配良好,与传统并发双波段功放相比较,本文提出的功放结构能够显著优化匹配性能,驻波系数有明显降低,饱和输出功率为44.6 dBm和43.3dBm;相比于单管功放的饱和输出功率提升了一倍,两个工作频段上功率附加效率(power added efficiency,PAE)分别为62%和64%,实测与仿真差距较小,具有较好的一致性.通过分析与测试,该功放结构能够很好地适应无线通信系统的发展需求.

基于二极管单平衡的微波相位检测器的模拟及设计

介绍了基于肖特基势垒二极管单平衡结构的微波相位检测原理,在分析3dB功率分配定向耦合器的功能基础上提出了一种展开式兰格耦合器的改进结构,使得设计的精度和自由度大为提高,在8到12GHz的频率范围内S21和S31绝对值的差不超过0.4dB,相位差在90o±0.5o范围内.文章进一步采用四管单平衡结构,提高了测试的精度,K达到了0.56;同时可测信号的幅值也有所增加,达到了1.5V.

基于ADS的微波混频器设计与仿真

随着射频通信技术和微电子技术的迅速发展,微波混频器正广泛应用于移动通信、雷达、电子对抗及射频和微波电路等领域,其性能好坏直接影响到整个系统的性能。根据微波混频器设计理论,在分析微波混频器原理的基础上,设计中心频率为5GHz单平衡微波混频器,完成单平衡混频器中3dB定向耦合器、低通滤波器、二极管和匹配网络电路设计。阐述利用Agilent公司的ADS软件进行分析和优化设计该电路过程,仿真结果完全满足设计指标,对微波电路的噪声特性进行了分析,对微波混频器的设计研究有着重要的参考价值。

微波网络[S]参数应用实例

散射矩阵即[S]参数是描述微波网络特性的一种重要的矩阵形式,也是微波网络的特色之一。对散射矩阵概念的理解与应用是本科微波技术课程微波网络部分的一个重点和难点。本文以微波基本元件——3dB分支线定向耦合器为例,从它的[S]参数出发探究其工作性质,并给出了具体的工程应用实例,借此加深学生对[S]参数的理解,掌握用[S]参数分析问题的方法和能力,同时也可使学生了解3dB分支线定向耦合器的各种实用价值。

X波段镜像抑制混频器设计

随着微波通信技术的迅速发展,作为微波接收机主要部件之一的混频器也向小型化,多功能化发展。利用ADS工具辅助设计和调试了一个X波段镜像抑制混频器。对常用混频器的结构进行了改进,通过测试结果可以看出,这种改进能实现较高的镜频抑制度和较低的变频损耗,且各端口间的隔离度也较好。混频器工作频率10.5GHz,中频1GHz,混频管采用HSMS-8101,基板为Rogers5880,其介电常数为2.2。

单平衡混频器的ADS设计与仿真

介绍了单平衡混频器的工作原理及借助ADS软件设计的步骤,给出设计实例,运用S参数及谐波平衡法对实例进行仿真,由仿真结果验证可行性,通过设计可以看出,利用ADS进行微波电路仿真,可以方便的得出最佳电路设计,指标符合规定值。