新型超寬帶巴倫及其應(yīng)用研究.pdf

1、近些年，隨著無線通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，超寬帶、結(jié)構(gòu)緊湊、低成本不斷成為射頻前端電路的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。這就使得具有超寬帶、易集成特性的新型微波無源器件如超寬帶巴倫等正成為當(dāng)前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文提出了兩種新型超寬帶巴倫。其中微帶線-槽線巴倫采用了兩種不同形式的微帶線到槽線的過渡實(shí)現(xiàn)了巴倫的功能，具有良好的幄度平衡特性和兩個輸出端口180度相位差。為了驗(yàn)證巴倫性能，本文將微帶線-槽線巴倫集成到超寬帶Vivaldi天線中，實(shí)現(xiàn)了天線和巴倫的一體化設(shè)

2、計(jì)。其中微帶線-共面波導(dǎo)巴倫中，采用了兩種過渡結(jié)構(gòu)（微帶線-共面波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)和微帶線-共面帶狀線過渡結(jié)構(gòu)）實(shí)現(xiàn)平衡輸出端口180度的相位差。進(jìn)一步的，為了驗(yàn)證微帶線-共面波導(dǎo)巴倫的特性，設(shè)計(jì)了一個三模差分貼片天線并實(shí)現(xiàn)其與巴倫的一體化設(shè)計(jì)。此外，本文提出了一種新型的兼具濾波性能和巴倫性能的多模巴倫帶通濾波器(BPF)。該巴倫帶通濾波器不僅采用了所設(shè)計(jì)的微帶線-共面波導(dǎo)巴倫中的過渡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)巴倫特性，還引入了多模階梯阻抗諧振器(SIR)和平

3、行耦合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三模帶通濾波器特性。
　　本文借助全波電磁仿真軟件ANSOFT HFSS13對所設(shè)計(jì)的兩種新型超寬帶巴倫及它們的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化仿真，并對最后優(yōu)化的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加工和測試。其中，微帶線-槽線巴倫的仿真和測試結(jié)果十分吻合，結(jié)果表明該巴倫的帶寬是從3.6 GHz到10.7GHz，通帶內(nèi)兩個平衡端口的幅度差小于0.5 dB，相位差在180°±6°以內(nèi)。而且，集成了巴倫的Vivaldi天線能夠工作在3.6 GHz到11.2 GH

4、z，在通帶范圍內(nèi)具有良好的輻射性能。對于微帶線-共面波導(dǎo)巴倫，仿真和測試的結(jié)果表明該巴倫能夠工作在0.2 GHz到5.2 GHz(26∶1)的超寬頻帶內(nèi)，幅度不平衡性在0.4 dB以內(nèi)，相位差優(yōu)于180°±2°。集成了微帶線-共面波導(dǎo)巴倫的三模差分貼片天線實(shí)現(xiàn)了45％的帶寬，從而驗(yàn)證了該巴倫的工作性能。另外，對所設(shè)計(jì)的巴倫濾波器進(jìn)行了測試，結(jié)果表明該超寬帶巴倫濾波器不僅在1.86 GHz和3.7 GHz有兩個傳輸零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了高選擇性，而且