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基片集成人工介质特性研究及应用

作　者: 温中会
导　师: 唐万春
学　校: 南京理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 局部基片集成人工介质基片集成人工介质合成渐近
分类号: TM21
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 38次
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内容摘要

人工电介质结构是在自然界存在的电介质中人为掺杂金属颗粒,改变其电磁特性,进而形成满足特定需要的一类人工介质。人工电介质有很长的历史,其研究及实际工程应用可以追溯到上世纪40-60年代,旨在为透镜天线提供更轻巧的天线罩。由于体积原因和制作工艺复杂,这些早期的人工电介质应用范围有限。近年来,人工电介质更多地用于改变介质材料的特性,例如通过加入金属导带阵列来增加人工电介质的有效介电常数。基片集成人工介质由于能增加原有介质基片有效介电常数,能够适应现代无线通信系统前端微波电路小型化、轻量化、高可靠、多功能和低成本的要求。首先,本文介绍了基片集成人工介质结构的基本特性和工作原理,并从传输线理论分析结构的基本特性。然后,出于对加工成本和制作难易度的考虑,本文提出一种局部基片集成人工介质(L-SIAD)结构,对L-SIAD结构微带线进行了仿真和分析,并进行实物测量,仿真结果和测量结果获得了较好的一致。通过曲线拟合和“合成渐近”法获得了L-SIAD结构微带线特性阻抗公式。与Designer软件提取结果相比,该公式的平均误差小于5%。最后,研究L-SIAD结构在微波小型化电路中的应用。对T型结功分器、单节威尔金森功分器、双频威尔金森功分器和阶跃阻抗低通滤波器进行了仿真和分析,设计了双频威尔金森功分器的电路版图,并对实物进行了测试。仿真结果和测试结果获得了较好的一致,验证了L-SIAD结构在小型化微波电路中的可行性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 研究背景及意义  7-9
  1.2 国内外人工介质结构研究概况  9
  1.3 本课题的主要工作  9-11
2 基片集成人工介质结构特性研究  11-16
  2.1 基片集成人工介质的基本结构  11
  2.2 基片集成人工介质结构理论分析  11-15
  2.3 本章小结  15-16
3 局部基片集成人工介质结构特性研究  16-29
  3.1 局部基片集成人工介质基本结构  16-18
  3.2 局部基片集成人工介质结构特性分析  18-24
  3.3 局部基片集成人工介质结构微带线测量结果分析  24-28
    3.3.1 测量原理分析  24-25
    3.3.2 测量结果分析  25-28
  3.4 本章小结  28-29
4 局部基片集成人工介质结构微带线特性阻抗公式  29-35
  4.1 概述  29
  4.2 L-SIAD结构微带线特性阻抗公式  29-31
  4.3 计算结果与分析  31-34
  4.4 本章小结  34-35
5 基于局部基片集成人工介质结构微波电路设计  35-59
  5.1 概述  35
  5.2 局部基片集成人工介质结构功分器的设计  35-55
    5.2.1 T型结功率分配器  35-41
    5.2.2 Wilkinson功率分配器  41-46
    5.2.3 双频段 Wilkinson功率分配器  46-55
  5.3 局部基片集成人工介质结构低通滤波器的设计  55-58
    5.3.1 阶跃阻抗低通滤波器理论  55-57
    5.3.2 L-SIAD阶跃阻抗低通滤波器的设计  57-58
  5.4 本章小结  58-59
结论和工作展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-64
作者硕士期间完成的论文  64

基片集成人工介质特性研究及应用

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