多芯片组件 MCM 技术 13
3.2 低温共烧陶瓷(LTCC)技术 13
3.3 微波仿真软件简介 16
3.4 本章小结 17
4 LTCC 3dB 耦合器的设计 18
4.1 LTCC 耦合线耦合器的设计 18
4.2 LTCC 集总 3dB 正交耦合器的设计 23
4.3 LTCC 3dB 正交耦合器的改进设计 32
4.4 本章小结 35
结 论 36
致 谢 37
参考文献 38
本科毕业设计期间取得的研究成果 40
1 引言
近年来,随着雷达、通信技术的快速发展和系统的广泛应用,相关电子设备的抗 干扰能力越来越受到人们的重视。为了保证系统具有高抗干扰性能,目前接收设备普 遍采用低噪声放大器来提高接收灵敏度,但仅仅配置低噪声放大器并不能有效抑制镜 像噪声,当低噪声放大器频带较宽且中频不高时,镜像噪声会通过放大器,随着有用 信号一起进入后级单元,降低接收系统的信噪比[1]。因此,必须采用镜像抑制混频器论文网
(IRM)实现有用信号与镜像干扰信号的分离,保证接收机的低噪声特性。作为镜像 抑制混频器的关键部件,3dB 耦合器的性能将直接影响 IRM 的镜像抑制度[2],进而影 响到整个系统的性能。
1.1 耦合器的研究背景与现状
耦合器是雷达和通信系统中常用的一种无源器件,其主要功能是将信号功率按照 既定的方向和比例进行分配,同时改变信号的相位。耦合器作为射频微波组件中的关 键部件,可广泛应用在混频器、平衡式开关、反射式移相器和功率放大器等组件中。
最早的耦合结构出现于 20 世纪 40 年代,依照 Bethe[3]等人提出的小孔耦合理论, 以矩形波导的形式出现,体积大、方向性较差。第一个真正意义上的定向耦合器由 H. A. Wheeler 在 1944 年设计完成,使用一对长为四分之一波长的导体棒来实现电场 与磁场能量的互耦合,原理简单但频带很窄,只能实现一个倍频程。1955 年,美国斯 坦福研究院的 Seymour B.Cohn、J.K.Shimizu、E.M.T.Jones、G.Matthaei、L.Young 和 E.G.Cristal 等人开始对带状线耦合器进行研究,得到了大量具有开创意义的成果,并 就该课题发表了一系列文章。至此,耦合器的设计进入了以平面传输线为主的时代, 大大促进了器件乃至整个系统的小型化发展进程。1990 年,Hirota, T.和 A. Minakawa 等人提出了采用集总元件小型化传输线的方法[4],通过在传输线两端并联电容,实现 了耦合器的小型化设计,并给出相应的理论推导和设计公式,其中正交分支线耦合器 和 180°混合环这两个设计实例证明了该方案的可行性,设计完成的电路面积比传统耦 合器电路减小 80%以上。
近 70 年来,随着科学技术的进步 及理论研究的深入,耦合器的设计理论不断丰 富和完善,新的耦合器结构不断地诞生和发展。目前国内外对 3dB 耦合器的研究主要 集中在以下 3 个方面。 基于LTCC工艺的3dB耦合器设计(2):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_76954.html