具有宽频带的小型化双频分支线耦合器设计

针对当前通信系统需要耦合器支持多频段、小型化和高性能等要求,提出了一种双频(DB)分支线耦合器(BLC)。通过在传统耦合器中间加非对称交叉耦合分支线同时实现了分支线耦合器的双频带和宽频带。非对称交叉耦合分支线的引入增加了设计的自由度。利用等效替换的方法实现耦合器的小型化。使用SBO(Surrogate-Based Optimization)技术解决设计效率低、周期长的问题。经过Ansoft HFSS仿真软件优化分析,所提出的耦合器的尺寸仅有0.175λg×0.156λg,和传统单频带结构相比缩小48%。由仿真结果显示,该耦合器的中心频率为3.05 GHz/6.1 GHz,小于-20 dB的带宽分别为200 MHz(6.5%)和650 MHz (10.6%)。对提出的耦合器进行实物加工与测试,测试结果与仿真结果较吻合,证明了设计的有效性。

ETC系统中功分比可变的双频正交功分器

文中提出一种可用于多波束电子不停车收费（ETC）系统的新型正交Hybrid耦合器.为适应ETC系统的不同频段应用,该新型正交耦合器设计为覆盖两个常用的ETC系统工作频段：2.4 GHz（2.2~2.6 GHz）和5.8 GHz（5.5~6.0 GHz）.该耦合器在上述两个频带上具有不同的功率分配特性——在2.4GHz频段为等比例正交输出,在5.8GHz频段则是在0.6~7.3d B范围内的正交输出.文中提出的正交功分器具有频带宽度大、电路尺寸小的优点.实物测试和仿真数据吻合良好,说明该功分器是有效的.

应用于GNSS天线的双频四馈等幅移相电路

基于3 dB分支线定向耦合器,设计了一款覆盖全球4大卫星导航系统工作频段的带状线双频四馈等幅移相电路。整个移相电路布局设计在4层电路板上,顶层和底层为接地层,用于将移相电路、低噪声放大电路与天线进行屏蔽,以提升天线抗干扰性能。电路板第二层和第三层分别用于布设L1频段(1521~1621 MHz)和L2频段(1170~1280 MHz)的移相电路,每个频段的移相电路分别由3个带状线的3 dB分支线耦合器和一段长度相差λ/4的带状传输线组成。实测结果表明,该电路在L1频段内传输损耗小于7.5 dB,输出馈电端口的相位偏差在±4°以内;在L2频段内传输损耗小于8.2 dB,输出馈电端口的相位偏差在±5°以内。该移相电路具有双频带、相位特性好、抗干扰性强等优点,能够较好地满足全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite Systenm,GNSS)定位系统终端设备应用需求。

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。