原创《具有谐波抑制的小型化混合环耦合器设计》：本论文主要论述了谐波论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
摘 要： 提出一种具有谐波抑制的小型化混合环耦合器.采用T型结构代替[7λ6]混合环中的每一段[λ6]传输线,以显著减小混合环的尺寸；并且通过T型结构中的并联开路枝节引入带外传输零点,实现针对三次谐波的抑制作用.为验证理论的正确性,设计了一个中心工作频率为1 GHz的小型化混合环,并给出电磁仿真和实物测试结果.测试结果表明,所设计的混合环在保持3 dB耦合器工作特性的同时,在三次谐波附近插入衰减大于30 dB,实现了良好的谐波抑制功能.此外,该混合环的尺寸仅为传统混合环耦合器的34.2%,具有广阔的应用前景.
关键词： 混合环耦合器； 小型化； 谐波抑制； 开路枝节
中图分类号： TN622?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）21?0043?03
Design of a miniaturized rat?race coupler with harmonic suppression function
ZHU Zihui, WANG Zhongbao
（School of Information Science and Technology, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China）
Abstract： A miniaturized rat?race coupler with harmonic suppression function is proposed, in which the T?type structure replaces each [λ6] tranission line in [7λ6] rat?race loop to reduce the dimension of the rat?race loop, and the out?of?band tranission zero is introduced through the parallel open?circuit stub in T?type structure to suppress the third harmonic. In order to verify the validity of the theory, a miniaturized rat?race loop is designed, whose central working frequency is 1 GHz. The results of material object test and electromagnetic simulation are given. The test results show that the rat?race loop has perfect harmonic suppression function, and its insertion attenuation near the third harmonic is higher than 30 dB while the working characteristic of the coupler maintains at 3 dB. The dimension of the proposed rat?race coupler is 34.2% of the traditional rat?race coupler. The coupler has broad application prospect.
Keywords： rat?race coupler； miniaturization； harmonic suppression； open?circuit stub
0 引 言
混合环耦合器不仅能够实现功率分配作用,还能实现特定端口之间的同相或反相输出,已广泛应用于差分馈电天线、平衡式放大器和混频器中.在实际运用中,耦合器的尺寸已成为设计过程中必须考虑的重要指标.此外,在有源电路应用中,其谐波抑制能力也成为国内外研究的热点.
近年来,出现了较多的混合环小型化技术,例如,采用C型折叠耦合线结构[1]、非均匀传输线[2]或基于左右手传输线概念[3]的集总电感电容元件等小型化方案.而折叠耦合微带线奇偶模电长度不相等将恶化性能,非均匀传输线设计理论复杂,左右手传输线需较多的集总电感电容将引入较大的损耗.另外,与Π型[4]和T型[5]等效电路法相比,通过缺陷性地结构[6]、阶梯阻抗变换器[7]、补偿开环谐振单元[8]等方案用于谐波抑制,其结构复杂、设计困难.基于前人研究成果,本文提出一种利于实现且具有谐波抑制的小型化耦合器.
1 理论分析与结构设计
图1给出了[7λ6]混合环耦合器的结构示意图.根据奇偶模理论分析可知[9]：当[θ1等于]60°时,[Z1等于2×503 Ω,]传统耦合器总的电长度由原来的540°变为420°,圆周减小了22.2%.
为了进一步减小混合环的尺寸,采用如图2所示的T型结构代替[7λ6]耦合环中的每一段[λ6]传输线,得到如图3所示的小型化耦合器结构.通过令T型结构的转移矩阵与[λ6]传输线的转移矩阵各元素一一对应相等,可得如下等效关系式：
[ZT等于100（3tanθT）] （1）
[ZO等于200cos2θTtanθO（6cos2θT-3）] （2）
式中：[ZT]和[θT]分别为左右臂传输线的特性阻抗和电长度；[ZO]和[θO]分别为开路枝节的特性阻抗和电长度.
针对三次谐波的抑制,根据式（3）可以算出开路枝节的电长度：
[θO等于πf0（2fs）] （3）
式中：[f0]为耦合器中心工作频率；[fs]为谐波抑制频率.
谐波论文参考资料：
结论：具有谐波抑制的小型化混合环耦合器设计为关于本文可作为谐波方面的大学硕士与本科毕业论文谐波论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
