亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于耦合線的雙頻小型化功能融合巴倫設計

        2023-10-18 09:03:28鄧連生
        湖北理工學院學報 2023年5期
        關鍵詞:融合

        王 碩,鄧連生,周 喬

        (湖北理工學院 電氣與電子信息工程學院,湖北 黃石 435003)

        巴倫是現(xiàn)代通信設備的重要組成部分,常用來實現(xiàn)差分電路和單端電路之間的相互轉換。5G/6G為人們提供方便快捷網速的同時,越來越復雜的信號也需要更高性能的巴倫。根據(jù)不同實現(xiàn)方法,巴倫大致分為分支線巴倫、集總巴倫和耦合線巴倫。分支線巴倫主要由多段微帶線組成,電路面積比較大。集總巴倫采用了電阻、電容等集總元件,電路面積有較大的縮減,但隨著頻率升高,尤其在5G通信中加入毫米波通信頻段后,其電感電容在高頻率下的寄生效應會嚴重影響電路性能。相較于分支線巴倫,耦合線巴倫[1]的電路結構更加緊湊,高頻率下的寄生效應也相對較小。因此,本文提出一種基于耦合線的雙頻小型化功能耦合巴倫,利用級聯(lián)的耦合線實現(xiàn)阻抗變化、雙頻、小型化等多種功能。

        1 巴倫的基本原理

        圖1 巴倫基本原理圖

        相較于其他微波器件,巴倫除了要有較好的端口反射系數(shù)和傳輸系數(shù)外,還需要有較好的相位不平衡度。因為巴倫要實現(xiàn)單端到差分的變化,所以2個端口的相位差必須保持在180°,即2個端口保持反向。相位不平衡度定義如下[2]。

        Plase_Imbalance=Phase(S21)-Phase(S31)

        (1)

        式(1)中,S21和S31為散射參數(shù)(S參數(shù))。S參數(shù)由入射和反射電壓波之間的關系確定。

        (2)

        S矩陣的元素為:

        (3)

        2 理論分析與設計

        2.1 電路結構

        功能融合巴倫電路如圖3所示。電路中間包含了3對級聯(lián)的耦合線,輸入端口1位于左側耦合線,輸出端口2和3位于右側耦合線,用于實現(xiàn)阻抗變換和信號變換。左側的開路枝節(jié)實現(xiàn)了在偶模激勵下將端口1短路,右側的微帶線和串聯(lián)電阻不僅保證端口的匹配還實現(xiàn)了高隔離特性。3對耦合線的奇偶模阻抗分別為Ze1Zo1、Ze2Zo2和Ze3Zo3;電長度統(tǒng)一設置為θ;左、右側微帶線的阻抗分別為Z1和Z2;隔離電阻為R;電路的輸入阻抗為RS,輸出阻抗為RL,以保證巴倫具有阻抗變換的作用。

        圖3 功能融合巴倫電路

        2.2 理論分析

        2.2.1偶模分析

        功能融合巴倫除端口外是一個對稱電路,所以采用奇偶模分析法對電路進行分析。當電路處于偶模激勵下,開路枝節(jié)Z1和接地電阻R可以視為原來的2倍,耦合線的奇模電阻斷開,得到的偶模等效電路如圖4(a)所示。

        (a) 偶模等效電路 (b) 簡化的偶模等效電路

        從文獻[3]可知,為了實現(xiàn)雙頻下所有端口匹配、輸出端口之間高隔離等特性,端口1在2個頻點處要同時短路,則開路枝節(jié)Z1和偶模阻抗Ze1要滿足式(4)。在式(4)的條件下,偶模等效電路可以簡化為圖4(b)。為保證電路結構的端口2匹配,由傳輸線理論[3]可以得到式(5)和式(6)。聯(lián)立式(5)和(6),利用實部和虛部的關系可得偶模阻抗Ze2、枝節(jié)線Z2和接地阻抗R的關系式,式(7)和式(8)。

        (4)

        (5)

        (6)

        (7)

        (8)

        2.2.2奇模分析

        當電路處于奇模激勵下,開路枝節(jié)Z2和接地電阻R均被視為短路[4],則功能融合巴倫的奇模等效電路如圖5所示。

        圖5 功能融合巴倫的奇模等效電路

        奇模激勵下端口1的反射系數(shù)S11o、偶模下的輸入阻抗Zino可表示為式(9)~(11)。從文獻[5]可知,為了實現(xiàn)雙頻下所有端口匹配,反射系數(shù)要滿足S11o=1/3。聯(lián)立式(9)~(11),左右側耦合線的奇模特征阻抗表示為式(12)和(13)。

        (9)

        (10)

        (11)

        (12)

        (13)

        3 仿真與測試

        從上述理論分析可知電路參數(shù)Zo1、Ze2、Zo3、Z1和R的表達式,其它參數(shù)(包含Rs、RL等)均為自由變量。另一方面,巴倫電路的實現(xiàn)還受到平面印刷電路板工藝的限制,即要求微帶線寬度以及耦合線的寬度和縫隙大于0.1 mm,反應到阻抗上的約束關系為:

        (14)

        根據(jù)公式(14)提供的約束范圍,可以得到本文巴倫能夠實現(xiàn)的頻率比范圍為1.7~2.8。為了進一步驗證推導的正確性,本節(jié)設計了一款頻率比為2,即第一工作頻點為1 GHz,另一個工作頻點為2 GHz的雙頻功能融合巴倫,對應的電路參數(shù)依次為:RS=20 Ω,RL=55 Ω,Ze1=30 Ω,Zo1=19.93 Ω,Ze2=40 Ω,Zo2=30 Ω,Ze3=70 Ω,Zo3=36.5 Ω,Z1=45 Ω,Z2=35.71 Ω,R=29.83 Ω,得到功能融合巴倫電路的S參數(shù)仿真結果如圖6所示。

        (a) 隔離庫 (b) 端口反射系數(shù) (c) 插入損耗 (d) 相位差

        從圖6可以看出,電路在1 GHz和2 GHz的插入損耗(S21和S31)均為3 dB,說明端口2和端口3均分了輸入信號,除此之外沒有帶來額外的損耗;相位差在2個頻點均為180°,說明了2個輸出端口為差分端口;其他端口散射參數(shù)(S11、S22和S33)在2個頻點處均小于-30 dB,實現(xiàn)了端口匹配。端口2和3之間的隔離度S23/S32也均小于-25 dB,表明微帶線加接地電阻可以加強端口之間的隔離度[6]。

        4 性能對比

        本設計中的巴倫與其他同類型巴倫的性能對比見表1。由表1可以看出,本設計中的巴倫具有高隔離、結構緊湊等優(yōu)點,同時具備雙頻和阻抗變化等特性。

        表1 本設計中的巴倫與其他同類型巴倫的性能對比

        5 結論

        本文提出了一種具有高隔離特性的小型化功能融合巴倫。巴倫電路左側的開路枝節(jié),可以在偶模激勵的情況下讓輸入端口短路,電路中間的級聯(lián)耦合線可以使電路實現(xiàn)雙頻的阻抗變換和單端到平衡的變換,電路右側的微帶線和接地電阻實現(xiàn)了輸出端口的匹配和高隔離性。通過緊湊的設計,本文巴倫與同類型的巴倫相比,尺寸明顯減小,在終端設備電路面積日趨緊張的今天,能夠更好地適用于5G通信系統(tǒng)。

        猜你喜歡
        融合
        一次函數(shù)“四融合”
        兩個壓縮體融合為一個壓縮體的充分必要條件
        村企黨建聯(lián)建融合共贏
        融合菜
        寬窄融合便攜箱TPFS500
        寬窄融合便攜箱IPFS500
        從創(chuàng)新出發(fā),與高考數(shù)列相遇、融合
        寬窄融合便攜箱IPFS500
        《融合》
        “四心融合”架起頤養(yǎng)“幸福橋”
        福利中國(2015年4期)2015-01-03 08:03:38
        男女一级毛片免费视频看| 国产aⅴ无码专区亚洲av| 蜜桃久久精品成人无码av| 在线观看免费午夜大片| 精品日产卡一卡二卡国色天香| 精品丝袜人妻久久久久久| 无码AV无码免费一区二区| 免费视频亚洲一区二区三区| 国产中文三级全黄| 激情 人妻 制服 丝袜| 亚洲色图综合免费视频 | 久久综合五月天啪网亚洲精品| 久久婷婷色香五月综合缴缴情| 无码国产午夜福利片在线观看| 98国产精品永久在线观看| 最新日本久久中文字幕| 中文亚洲av片不卡在线观看| 亚洲欧洲无码av不卡在线| 日韩激情网| 伊人久久大香线蕉av最新午夜| 国产av无码专区亚洲avjulia| 97久久久久人妻精品专区| 日产乱码一区二区国产内射| 青草久久婷婷亚洲精品| 男女上下猛烈啪啪免费看| 亚洲aⅴ无码国精品中文字慕| 国产精品高清一区二区三区人妖| 久久精品网站免费观看| 美丽的熟妇中文字幕| 美女裸体无遮挡免费视频国产| 一区二区三区精品免费| 亚洲精品一品区二品区三品区| 中文字幕亚洲无线码在一区| 亚洲二区三区在线播放| 亚洲国产成人久久综合碰碰| 久久亚洲色www成人欧美| 人妻人妻少妇在线系列| 日本美女中文字幕第一区| 一二三四日本中文在线| 欧美日韩国产一区二区三区地区| 亚洲国产av午夜福利精品一区|