X波段高隔離環(huán)行器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、發(fā)射信號(hào)泄漏對(duì)接收機(jī)系統(tǒng)的影響是約束單天線連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵因素,因此必須解決收發(fā)之間的隔離問題。由于TR組件在雷達(dá)應(yīng)用中的廣泛性,具有雙工作用的環(huán)行器組件成為其中不可缺少的單元。就其在連續(xù)波雷達(dá)應(yīng)用中的發(fā)展前景而言,器件除了要不斷滿足平面化、小型化外,還要求性能上的高隔離、寬頻帶等特性,因此開展環(huán)行器的高隔離特性研究具有重要意義。
　　在本文中,結(jié)合實(shí)際需要,首先對(duì)高隔離環(huán)行器的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)研和分析,結(jié)合目前的環(huán)行器設(shè)

2、計(jì)情況,本文中采用了幅度和相位對(duì)消技術(shù)來達(dá)到環(huán)行器的高隔離指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上根據(jù)是否采用鐵氧體材料來制作環(huán)行器,采用了基片集成波導(dǎo)和微帶傳輸線兩種技術(shù)方案,并對(duì)兩種方案的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,具體闡述了高隔離鐵氧體環(huán)行器方案中環(huán)行器和耦合器的相關(guān)理論、所用的重要磁性材料鐵氧體的基本特性,以及混合環(huán)行器方案中的功率分配器理論,并對(duì)這兩種方案進(jìn)行了電磁仿真分析和加工測試。
　　在高隔離鐵氧體環(huán)行器方案的設(shè)計(jì)中,首先利用微帶傳輸線設(shè)計(jì)了雙Y

3、結(jié)環(huán)行器,與單Y結(jié)環(huán)行器相比其具有隔離度高、面積縮小了34％等優(yōu)點(diǎn);然后利用基片集成波導(dǎo)技術(shù)設(shè)計(jì)了SIW環(huán)行器,設(shè)計(jì)中采用金屬感性窗特性和嵌入式的SIW到微帶線過渡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),不僅使所有的金屬孔為通孔,降低了加工難度,而且采用的過渡方式與常規(guī)的線性漸變過渡方式相比,具有在相同的工作帶寬和隔離特性的情況下面積縮小了41％的優(yōu)點(diǎn);此外,設(shè)計(jì)了兩節(jié)的微帶分支線耦合器,具有較好的幅度和相位特性。最后,利用SIW環(huán)行器和耦合器設(shè)計(jì)了組合結(jié)構(gòu)的高隔離

4、環(huán)行器,測試結(jié)果與仿真結(jié)果相比存在插入損耗稍大、頻率偏移的問題。
　　鑒于高隔離鐵氧體環(huán)行器方案尺寸大且測試和仿真結(jié)果之間存在的偏差,本文又設(shè)計(jì)了混合環(huán)行器,其工作原理是基于180°混合結(jié)的相位特性和兩個(gè)功分器良好的隔離度對(duì)稱特性來實(shí)現(xiàn)其高隔離性能。其中,功分器的設(shè)計(jì)中為了改善兩端口功分器的隔離特性,采用了開槽匹配法來補(bǔ)償由于50歐姆電阻失配而產(chǎn)生的容性效應(yīng),仿真結(jié)果顯示該混合環(huán)行器具有尺寸小、隔離度更高、工作頻帶寬的特點(diǎn)。由于該