毫米波雙工器的設計.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務的不斷發(fā)展和科學技術的更新，通信系統(tǒng)在獲得快速發(fā)展的同時也面臨著頻譜日益擁擠的問題。因此，時分雙工與頻分雙工通信制式必將融合，以滿足人們對現(xiàn)代通信的迫切需求。雙工器作為專門為了實現(xiàn)信號的接收、發(fā)送共用一副天線而設計的器件，廣泛的應用于微波毫米波通信、衛(wèi)星通信、雷達、電子對抗等系統(tǒng)中。在頻率資源緊張的情況下，采用典型雙工器方案，以得到合理的收發(fā)頻率間隔和隔離度，對提高系統(tǒng)容量是十分必要的。
　　在本文中，結(jié)合實

2、際需求，首先對雙工器理論進行了分析，闡述了組成雙工器的濾波器和環(huán)行器的基本理論，以及構(gòu)成環(huán)行器關鍵材料鐵氧體的特性，然后以此為基礎，提出了基片集成波導和波導兩種技術方案，并對其進行了理論分析，電磁仿真和加工測試。
　　在基片集成波導器件的設計中，環(huán)行器使用了金屬感性窗進行匹配，從而使環(huán)行器不僅具有較好的環(huán)行特性，同時還使基片上的所有孔均為通孔，大大降低了加工難度。此外，濾波器的設計采用了交叉耦合結(jié)構(gòu)，這樣能夠產(chǎn)生一個傳輸零點，提高

3、了帶外抑制?；刹▽ЫY(jié)構(gòu)雙工器的測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合，只是其插入損耗測試要比仿真大一些。
　　鑒于基片集成波導雙工器的插損測試和仿真之間的差異較大，本文又設計了波導雙工器。其中環(huán)行器部分采用四分之一波長 Y形匹配臺階和匹配釘來做匹配，使其達到了很好的環(huán)行特性。濾波器在帶外0.2GHz的頻率范圍內(nèi)能迅速的衰減到40dB以下。仿真結(jié)果顯示，該波導雙工器具有插入損耗小、帶外衰減迅速的特點，而且在上下行通帶內(nèi)有一個交叉帶寬，這樣

4、可以同時支撐實現(xiàn)系統(tǒng)的 TDD和FDD工作模式。波導毫米波雙工器對加工精度要求比較高，由于加工精度和誤差的存在，測試結(jié)果顯示該雙工器通帶頻率具有一定的偏移，但通過螺釘調(diào)諧，最終使雙工器的上下行交叉帶寬出現(xiàn)，滿足系統(tǒng)要求。
　　此外，為了實現(xiàn)平面電路和非平面電路的集成，本文分別設計了90°圓弧彎曲結(jié)構(gòu)和90°臺階彎曲結(jié)構(gòu)的波導到微帶的過渡，這兩個過渡結(jié)構(gòu)均能使輸入輸出方向保持一致，具有損耗低、帶寬寬的特點，測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合