2GHz-18GHz超宽带功分器的设计与带宽拓展研究

"这篇硕士学位论文探讨了2GHz到18GHz超宽带功率分配器的研究与设计，重点关注如何拓展功率分配器的带宽和提高端口间的隔离度，以适应相控阵雷达接收机的需求。作者雷文平在导师邝小飞副教授的指导下，深入研究了功分器的结构、材料选择及其对射频系统性能的影响，旨在设计出低成本、高性能的超宽带功分器。" 正文: 在无线通信和微波系统中，功率分配器扮演着至关重要的角色，它能将输入信号均匀地分配到多个输出端口，同时保持良好的匹配和隔离。标题提到的"功率分配器的带宽拓展"是一个关键的技术问题，尤其是对于需要在宽频段内工作的系统，如相控阵雷达接收机。传统的单节Wilkinson功率分配器通常具有较窄的带宽，这限制了它们在广泛应用中的适用性。 带宽拓展的方法通常涉及到多节阶梯阻抗变换器的设计。通过使用一系列不同阻抗的串联和并联网络，可以逐步改变信号的传播特性，从而扩大工作频率范围。这种技术的核心在于精确设计每节变换器的参数，以确保在整个所需频带上都能实现低驻波比（VSWR）和高隔离度。 描述中提及的图4-1展示了单节二等分功分器的频带特性。当频率比f2/f1达到1.44时，功分器的输入驻波比小于1.2，表明了良好的匹配，而输出端口间的隔离度大于20dB，意味着信号在不同端口之间有较好的分离。然而，为了实现更宽的带宽和更高的隔离度，需要采用多节设计和优化的阻抗变换。 论文作者雷文平在设计2GHz至18GHz超宽带功分器时，可能采用了多种技术手段，如微带线、带状线、共面波导等传输线结构，以及各种耦合结构，如耦合槽、耦合孔等，以实现所需的频率响应。此外，论文可能会讨论材料的选择，例如使用低损耗的介质基板，以及如何通过优化设计来降低寄生效应，提高整体性能。 设计过程中，端口隔离度的提升是另一个重点。高隔离度能够减少端口间的干扰，提高系统的整体效率。这通常需要精心设计耦合路径和增加额外的隔离结构，例如使用定向耦合器或者插入短路或开路的结构来增加隔离。 这篇论文深入研究了功率分配器设计的关键技术和挑战，特别是在带宽拓展和隔离度提升方面，为实现超宽带、高性能的功率分配器提供了理论基础和实践指导。这些技术不仅对相控阵雷达系统，还对其他需要宽频带工作的通信系统，如卫星通信、无线基站和测试设备等，都有重要的应用价值。