38GHz毫米波波導(dǎo)雙工器的設(shè)計與仿真.pdf

1、科技在不斷進步，通信行業(yè)在不斷發(fā)展，在無線通信頻譜資源日趨緊張的今天，微波濾波器因為其具有分離有用和無用信號的作用而成為無線通信中的重要系統(tǒng)組成部件，微波濾波器的性能好與壞會直接對通信系統(tǒng)的產(chǎn)生影響。微波濾波器在很多通信相關(guān)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如廣播電視信號收發(fā)系統(tǒng)、衛(wèi)星通訊收發(fā)系統(tǒng)、手機基站信號收發(fā)系統(tǒng)，點對點微波數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、軍事通訊雷達系統(tǒng)等領(lǐng)域，微波濾波器在這些系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的需求也越來越高越來越嚴。隨著通訊領(lǐng)域飛速發(fā)展，微波濾波

2、器正向著更高的頻率，更小的體積，更高的性能，更低的成本（尤其民用通訊領(lǐng)域）方向發(fā)展。微波濾波器體積的小型化，質(zhì)量的高性能，制造的低成本已成為各國目前的研究熱點。
　　本文毫米波雙工器設(shè)計目標是在38GHz頻段附近通帶500M左右?guī)挼那闆r下，在間隔500MHz左右的頻譜上實現(xiàn)雙工通帶小于1.5dB的通帶插入損耗，大于65dB的通帶互相抑制，以及大于30dB的遠端抑制，在此基礎(chǔ)上，考慮到收發(fā)兩個不同頻段共用一個腔體公共端從而實現(xiàn)雙工

3、的功能，為了實現(xiàn)高性能的收發(fā)之間的帶外抑制，加入了TE102次模式實現(xiàn)交叉耦合，為了實現(xiàn)遠端的帶外抑制功能，濾波器輸入口級聯(lián)了脊波導(dǎo)低通的濾波器，經(jīng)過大量的軟件優(yōu)化和仿真從而得到高性能38g毫米波波導(dǎo)雙工器。設(shè)計制作的樣品測試表明，本文的設(shè)計與仿真與調(diào)試后的測試結(jié)果很接近，高性能低成本緊湊體積的設(shè)計，使得該類似設(shè)計產(chǎn)品在毫米波射頻工程領(lǐng)域具有更高的競爭力。
　　全文共可分為八章，第一章主要介紹課題背景意義與現(xiàn)狀，介紹了常規(guī)濾波器的

4、種類及其應(yīng)用，提出了通訊行業(yè)頻段往毫米波發(fā)展的趨勢，為后續(xù)毫米波濾波器設(shè)計作鋪墊。第二章介紹微波濾波器的不同頻率段分類理與工程上的應(yīng)用，介紹微波腔體濾波器的應(yīng)用實現(xiàn)形式。第三，四章重點介紹了腔體濾波器以及波導(dǎo)腔體濾波器指標實現(xiàn)分析和腔體濾波器機械實現(xiàn)形式，第五章重點講述了38GHz毫米波波導(dǎo)雙工器設(shè)計和軟件仿真以及配件的設(shè)計，其中主要應(yīng)用德國MICIAN公司的Uwave軟件進行毫米波腔體建模和射頻參數(shù)仿真，得到比較理想的仿真曲線和射頻參

5、數(shù)指標。第六章介紹38GHz毫米波雙工器的機械加工具體實現(xiàn)，最后兩章在前面設(shè)計仿真思路的基礎(chǔ)上，對機械加工制備的樣品進行調(diào)試和測試，結(jié)果表明測試射頻參數(shù)曲線接近仿真與設(shè)計現(xiàn)實指標并總結(jié)對未來的展望與推廣。
　　總之，本文重點研究了毫米波腔體濾波器及雙工器的實現(xiàn)與設(shè)計，實現(xiàn)了矩形波導(dǎo)高次模在濾波器腔體交叉耦合中的應(yīng)用，實現(xiàn)了毫米波濾波器高性能小體積的優(yōu)勢。本文的工作對類似的毫米波濾波器研制已及產(chǎn)品提高市場競爭力具有十分重要的現(xiàn)實意義