微波毫米波课程设计

摘 要
本文使用 ADS2009 设计一个平面定向耦合器， 简称混合环， 可实现任意一端输入，
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912104220335 张德鹏
另一端隔离，其他两端平分输入功率的作用。 本文实现的是一个中心频率为 24.125GHz 的平面定向耦合器，根据所给定的设计 指标以及题目要求确定混合环的结构，并应用 ADS 软件仿真模拟，做出 S 参数曲线， 验证试验原理的正确性，从而更加深刻的理解平面功率混合环的构造及工作原理。 在查询微带线所用材料的参数、计算微带线宽度后，本文先进行原理图仿真，求 得 S 参数矩阵，然后又去掉 T 型结，重新绘制版图，再进行仿真。最后，本文对项目 的仿真结果进行分析。
2 混合环的基本原理............................................................................................ 6 3 混合环参数计算................................................................................................ 8
致 谢.....................................................................................................................18 参考文献...............................................................................................................19
6 仿真结果的分析讨论...................................................................................... 16 7 结论...................................................................................................................17
3.1 DT6002 材料参数........................................................................................................ 8 3.2 微带线宽度计算..........................................................................................................8 3.3 环形微带线参数计算..................................................................................................9
5 混合环版图图设计与仿真.............................................................................. 13
5.1 混合环版图设计........................................................................................................13 5.2 混合环版图仿真........................................................................................................14
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南京理工大学 微波毫米波课程设计
平面定向耦合器(混合环) Rat-race ring
(题名和副题名)
(作者姓名) (学号)
指导教师姓名 学院 年级
李兆龙
老师
电 子 工 程 与 光 电 技 术 学 院 2012 级
专业名称
通信工程
论文提交日期
2015.4
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2 混合环的基本原理
混合环也叫做 rat-race ring、rat-race coupler。它具有两个端口互相隔离，另外两个 端口平分输入功率的特性，可以看作是一个 3dB 定向耦合器。整个环的周长为 1.5 ， 四个分支线并联在环上，将环分为 4 段，4 段长度如图所示。
4 混合环原理图设计与仿真.............................................................................. 11
4.1 混合环原理图设计....................................................................................................11 4.2 混合环原理图仿真....................................................................................................11
关键词：ADS、混合环、平面定向耦合器、T 型结
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Abstract
This paper uses ADS2009 to design a planar directional coupler, referred to as hybrid ring, which can realize arbitrary input at one end, the other end of the other ends of isolation, split input power function. This paper implements a center frequency of planar directional coupler 24.125GHz, according to the design index of the given topic and requirements determine the structure of hybrid ring, and using ADS software simulation, S parameter curve, verify the correctness of the test principle, which deepens the understanding of planar power hybrid ring. The structure and working principle. The materials used in the query, the parameters of microstrip line calculation of microstrip line width, the first principle simulation, to obtain the S matrix, and then remove the T junction, the new map, and then the simulation. Finally, the simulation results were analyzed for the project.
图 2.1 混合环原理图
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当端口 1 输入信号时： 到达端口 2 的两路信号等幅同相，端口 2 有输出，相位滞后 90 度； 达到端口 3 的两路信号等幅同相，端口 3 有输出，相位滞后 90 度； 达到端口 4 的两路信号等幅反相，端口 4 无输出。 其中端口 2 和端口 3 输出振幅相同。因此，有 S11 0，S21 S31
Keywords: ADS, Rat-race coupler, T junction
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目录
摘 要.......................................................................................................................1 Abstract..................................................................................................................3 1 绪论.....................................................................................................................5
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1 绪论
1.1 混合环的背景介绍
首先，一个单词怎么拼写“老鼠赛跑”。它应该是“老鼠”，“老鼠赛跑”，或 环形？我们更喜欢第一个超过第三选项，但是我们在看到他们所有的微波文学。你可 以自己决定！ 大鼠竞耦合器应用很多，包括混频器和相移相器。老鼠赛跑的圆形形状得名。周 长 1.5 波长的一个分裂的耦合器，整个环的阻抗是固定在 1.41xz0 或 70.7 欧姆，其中 Z0 为 50 欧姆。. 我们可以依据混合环的独特结构，实现端口之间的相互隔离、功率的分配以及调 节功率的输出的相位等，正因其独特的平面结构而具有体积小、重量轻、实现结构简 单，易于其他平面电路集成等优点。
7.1 论文工作总结............................................................................................................17 7.2 论文工作展望............................................................................................................17
1.1 混合环的背景介绍......................................................................................................5 1.2 设计指标与本文主要工作..........................................................................................5
1.2 设计指标与本文主要工作
图 1.1 要求设计的混胡环
Working at 24.125GHZ,using duroid 6002,20mil thickness; Requirements: 20dB return less bandwidth >6% 20dB isolation bandwidth >6% Amplitude imbalance <1dB, Insert loss<1dB 本文使用 ADS2009 设计一个平面定向耦合器， 简称混合环， 可实现任意一端输入， 另一端隔离，其他两端平分输入功率的作用。在查询微带线所用材料的参数、计算微 带线宽度后，本文先进行原理图仿真，求得 S 参数矩阵，然后又去掉 T 型结，重新绘 制版图，再进行仿真。版图与原理图的仿真差异比较大（因为版图没有加入 T 型结， 否则就不圆了）。最终，本文顺利完成了相应的设计指标。