ETC系统中功分比可变的双频正交功分器.PDF

华 南 理 工 大 学 学 报 （自然科 学版 ） 第４３卷 第３期 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ４３　Ｎｏ３ ２０１５年３月 （ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｍａｒｃｈ　２０１５ 文章编号：１０００５６５Ｘ（２０１５）０３００７２０６ 　 ＥＴＣ系统中功分比可变的双频正交功分器 １ １ １ １ ２ 李红涛　魏晓东　胡斌杰 　张洪林 　曾伟森 （１．华南理工大学 电子与信息学院，广东 广州５１０６４０；２．广东工业大学 自动化学院，广东 广州５１０００６） 摘　要：文中提出一种可用于多波束电子不停车收费（ＥＴＣ）系统的新型正交Ｈｙｂｒｉｄ耦合 器．为适应ＥＴＣ系统的不同频段应用，该新型正交耦合器设计为覆盖两个常用的ＥＴＣ系 统工作频段：２．４ＧＨｚ（２．２～２．６ＧＨｚ）和５．８ＧＨｚ（５．５～６．０ＧＨｚ）．该耦合器在上述两个频 带上具有不同的功率分配特性———在２．４ＧＨｚ频段为等比例正交输出，在５．８ＧＨｚ频段则 是在０．６～７．３ｄＢ范围内的正交输出．文中提出的正交功分器具有频带宽度大、电路尺寸 小的优点．实物测试和仿真数据吻合良好，说明该功分器是有效的． 关键词：功分器；双频段；耦合器；可变功分比；宽频带 中图分类号：ＴＮ６２６ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００５６５Ｘ．２０１５．０３．０１１ 　　由于Ｈｙｂｒｉｄ耦合器具有功率分配和相位正交 虽然双频段Ｈｙｂｒｉｄ耦合器的研究已有很多，但 双重特性，通常应用于多波束天线的波束成型网络 是现有的设计还不能同时满足在两个频段上分别实 ［１５］ 以及功分器设计 ．通常设计的Ｈｙｂｒｉｄ器件分为 现等分与功分比可调不等分的需求，因此文中提出 单频段、双频段和三频段．文献［６７］设计了单频段 了一种宽频带、在双频带上分别实现等分与功分比 耦合器，文献［６］提出了基于Ｈｙｂｒｉｄ的单频段的任 连续可调不等分、正交功分器． 意比例功分器，文献［７］提出了宽频带耦合器的设 计方法．文献［８１２］设计了双频段耦合器，文献［９］ １　双频正交功分器的设计 提出了奇偶模型分析耦合器的一般分析方法，为耦 图１为文中设计的功分器结构．文献［３］展示 合器的分析提供了一种简洁有效的方法，文献［１０］ 了几种常规的Ｈｙｂｒｉｄ设计方法．笔者经研究和分析 提出了 型结构微带线的双频段分析方法，文献 发现，将图２（ａ）常规Ｈｙｂｒｉｄ电路改进为图２（ｂ）所 ［１１］提出了Ｔ型结构微带线的双频段分析方法，文 示窗型结构，可以实现展宽频带的功能．文献［４］和 献［１３］实现了双频段上的不同功分比输出，文献 文献［５］分别给出了常规的双频带实现方法，笔者 ［８］提出了双频段Ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ的应用，文献［１２］提出 将图２（ｂ）外围的４个微带线对应替换为图２（ｃ）具 了双频段大功率比的任意比例功分器设计方法．文 有双频带特性的 型结