毫米波雙工器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的更新，通信系統(tǒng)在獲得快速發(fā)展的同時(shí)也面臨著頻譜日益擁擠的問(wèn)題。因此，時(shí)分雙工與頻分雙工通信制式必將融合，以滿足人們對(duì)現(xiàn)代通信的迫切需求。雙工器作為專門為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)的接收、發(fā)送共用一副天線而設(shè)計(jì)的器件，廣泛的應(yīng)用于微波毫米波通信、衛(wèi)星通信、雷達(dá)、電子對(duì)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(duì)提高系統(tǒng)容量是十分必要的。
　　在本文中，結(jié)合實(shí)

2、際需求，首先對(duì)雙工器理論進(jìn)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(guān)鍵材料鐵氧體的特性，然后以此為基礎(chǔ)，提出了基片集成波導(dǎo)和波導(dǎo)兩種技術(shù)方案，并對(duì)其進(jìn)行了理論分析，電磁仿真和加工測(cè)試。
　　在基片集成波導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)中，環(huán)行器使用了金屬感性窗進(jìn)行匹配，從而使環(huán)行器不僅具有較好的環(huán)行特性，同時(shí)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(shè)計(jì)采用了交叉耦合結(jié)構(gòu)，這樣能夠產(chǎn)生一個(gè)傳輸零點(diǎn)，提高

3、了帶外抑制?；刹▽?dǎo)結(jié)構(gòu)雙工器的測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合，只是其插入損耗測(cè)試要比仿真大一些。
　　鑒于基片集成波導(dǎo)雙工器的插損測(cè)試和仿真之間的差異較大，本文又設(shè)計(jì)了波導(dǎo)雙工器。其中環(huán)行器部分采用四分之一波長(zhǎng) Y形匹配臺(tái)階和匹配釘來(lái)做匹配，使其達(dá)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(dǎo)雙工器具有插入損耗小、帶外衰減迅速的特點(diǎn)，而且在上下行通帶內(nèi)有一個(gè)交叉帶寬，這樣

4、可以同時(shí)支撐實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的 TDD和FDD工作模式。波導(dǎo)毫米波雙工器對(duì)加工精度要求比較高，由于加工精度和誤差的存在，測(cè)試結(jié)果顯示該雙工器通帶頻率具有一定的偏移，但通過(guò)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(shí)現(xiàn)平面電路和非平面電路的集成，本文分別設(shè)計(jì)了90°圓弧彎曲結(jié)構(gòu)和90°臺(tái)階彎曲結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)到微帶的過(guò)渡，這兩個(gè)過(guò)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(diǎn)，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合