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微带线及微带定向耦合器的发展研究现状

时间:2022-02-08 16:21来源:毕业论文
微波技术作为现代物理无线电电子学的一个重要组成部分,在现代通信、雷达导航和遥 感监测等范围已经成为最为敏感的课题,发展多年,历史悠久,无论是在理论方面,还是具 体的

微波技术作为现代物理无线电电子学的一个重要组成部分,在现代通信、雷达导航和遥 感监测等范围已经成为最为敏感的课题,发展多年,历史悠久,无论是在理论方面,还是具 体的实践尝试,微波技术都在迅速发展,逐渐走向成熟,并拥有很多的从业人员。77733

电磁波在微波范围内能有效的穿透大气层电离层,因此在卫星实时通信、电视广播发射 和接受、宇宙通信发展以及射电天文研究等方面均应用广泛,在雷达、遥感、导航、通信、 医疗、天气、工农业等方面地位越来越重要,已经成为无线电电子学的重要部分。

在设计精密电路时,印刷电路板本身的电特性往往容易被忽略,而这可能是一种有害的 习惯。一个正确的电特性设计,可以减少干扰并且提高抗干扰性。传输线应成为在高速电路 设计中印制迹线可以采用的最为合适合理的处理方式。同时,直接焊接在电路板上的基于微 带线技术的微波元器件,所占空间小,与其它电路元件连接简单。因为以上优势,它可以有 效提高微波电路设计的集成度。

由于通信技术发展迅猛,为了方便使用者的移动以及随身携带,小型化必然成为未来无 线电器具的研究主流,而移动通信属于微波频率领域,所以实现微波电路的固体化,高频率 化, 在实用价值以及学术研究方面均有重要的研究价值。

1944年由H。A。Wheeler设计实现了世界上真正意义上第一个的定向耦合器。他使用了两个 长度时中心频率波长四分之一的圆柱实现了磁场与电场中的能量耦合,但很遗憾的,他的设 计实际上的带宽仅仅达到一个倍频程。

20世纪50年代初前,大部分微波设备都采用同轴线电路和金属波导,那个时候多为波导 小孔耦合定向耦合器,其根据来自于Bethe提出的的小孔耦合理论,另外Cohn和Levy等也付出 了大量的研究工作。随着科学技术的发展,对于微波电路的轻量化、小型化要求越来越高, 还需要其保持足够稳定的性能,于是带状线和微带线应运而生。

微带线和带状线是两种比较常用的印制电路板传输线。微带线是一种在导线与接地面之 间填充电介质的传输线,它的特性阻抗取决于其宽度、厚度,与地层的距离,以及电介质介 电常数。如果线的宽度厚度以及与地平面间距可控,则其特性阻抗也可控。微带线的单位长 度传输延迟时间,只与介电常数有关。

20 世纪 60 年初,微带线作为第二代微波印制传输线得到发展,在微波集成电路和高速 脉冲电路中获得广泛应用。其重量轻、体积小、频带宽、成本低以及与固体器件连接稳定简单的特点便于微波组件和系统的集成化。但是缺点是调节困难、损耗较大,只应用于中小功 率。

由于微带线的快速发展,基于微带线设计的微带耦合器也因运而生。后来,为了满足微 波集成电路的设计需要,研发出的槽线、鳍线、共面波导和带状线等传输线决定了各种传输 线定向耦合器的出现。

传统的定向耦合器虽然可以设计成任意功率分配比例,但是体积较大,不利于集成化的 发展,因此使小型定向耦合器朝着性能更好功能更全面成为人们研究的主要课题。而微带定 向耦合器因为其制作简单、结构紧凑、便于集成等特点,引起人们的广泛关注和研究兴趣, 未来耦合器的发展方向必然是集成化和小型化。论文网

耦合器(couplers)又称作混合环(Hybrids),属于一种常用的微波电路无源器件,而组 成耦合器的传输线一般靠得很近,拥有四个端口,在给定频率范围内,端口反射很小,反射 系数一般低于0。1。定向耦合器是一种在微波器件中得到广泛应用的元件,在矢量网络分析仪 以及各类微波接收机中都占有举足轻重的地位。 微带线及微带定向耦合器的发展研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_89369.html

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