毫米波波导型双工器的设计与HFSS仿真分析

    1 前言

    微波双工器是一种三端口网络，在微波系统中起到分频和隔离的作用。它在微波毫米波通信、卫星通信、雷达、电子对抗、测试仪表等系统中都有着广泛的应用。波导型双工器是微波双工器的一个非常重要的分支。与传统使用的双工器相比，波导型双工器省掉了环行器，故而结构紧凑，一体化程度高，且插损低。此外波导型双工器还具有隔离性好的优点，因此受到普遍关注。

    2 理论分析

    2.1 通道滤波器原型综合

    由于在波导中实现并联电抗相对于实现串联电抗要容易得多，因此我们采用了以半波导波长为串联谐振器的并联耦合电感膜片波导带通滤波器，作为双工器的通道滤波器模型。即等效串联谐振单元与K变换器共同构成带通原型。这种滤波器结构坚固，加工容易。图1、图2分别是两个通道的带通滤波器原型的响应曲线。 通道1的滤波器设计通带为34.8到35.3GHz，带宽为500MHz，通道2的滤波器设计通带为37.3到37.8GHz，带宽为500MHz，两者均采用了6阶切比雪夫低通原型。

图 1 并联耦合电感波导滤波器示意图

图2 并联电抗耦合的阻抗变换器等效电路

    2.2 T 型结模型的建立和仿真分析

    波导T 结的不连续性一直是微波技术领域的一个研究重点。如果用未加匹配的T 结直接与两个通道的带通滤波器相连组成双工器，则会由于T 结的严重失配使得双工器的性能远达不到指标设计要求。为了调整匹配，可以在T 结中插入金属圆柱或金属膜片。其模型见图4，仿真结果见图5。

图3 H 面T 结模型

图4 HFSS 中H 面波导T 结模型

[1] [2] 下一页