E波段集成雙工-功分器的設(shè)計(jì)
2021年電子技術(shù)應(yīng)用第8期
余 亮1，張 健2，孫朋飛1，張 偉1
1.杭州電子科技大學(xué) 電子信息學(xué)院，浙江 杭州310000；2.武漢大學(xué) 電子信息學(xué)院，湖北 武漢430000
摘要： 雙工器和功分器是通信系統(tǒng)中兩個(gè)重要的器件，為了減小通信系統(tǒng)的尺寸，將功分器集成到雙工器內(nèi)部形成雙工-功分器。與一般雙工器相比，可以實(shí)現(xiàn)兩輸出端口功分輸出。該雙工-功分器主要由矩脊波導(dǎo)過(guò)渡、脊波導(dǎo)帶通濾波器和脊波導(dǎo)功分器組成。基于消失模的脊波導(dǎo)帶通濾波器有插入損耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、通帶及阻帶帶寬寬等優(yōu)勢(shì)。用HFSS進(jìn)行建模仿真優(yōu)化，仿真結(jié)果表明在71～76 GHz波段，回波損耗大于12.9 dB，S32和S42基本維持在-3.8 dB左右；在81～86 GHz波段，回波損耗大于12.5 dB，S31和S41基本維持在-3.85 dB左右，通道之間的隔離度大于43.2 dB，兩輸出端口的幅度基本一致。實(shí)物的測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果呈現(xiàn)良好的一致性。
中圖分類號(hào)： TN61
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211591
中文引用格式： 余亮，張健，孫朋飛，等. E波段集成雙工-功分器的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(8)：15-19.
英文引用格式： Yu Liang，Zhang Jian，Sun Pengfei，et al. Design of E-band integrated diplexer-power divider[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(8)：15-19.
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211591
中文引用格式： 余亮，張健，孫朋飛，等. E波段集成雙工-功分器的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(8)：15-19.
英文引用格式： Yu Liang，Zhang Jian，Sun Pengfei，et al. Design of E-band integrated diplexer-power divider[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(8)：15-19.
Design of E-band integrated diplexer-power divider
Yu Liang1，Zhang Jian2，Sun Pengfei1，Zhang Wei1
1.School of Electronic Information，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou 310000，China； 2.School of Electronic Information，Wuhan University，Wuhan 430000，China
Abstract： The diplexer and the power divider are two important components in the communication system. In order to reduce the size of the communication system, in this paper, the power divider is integrated into the diplexer to form a diplex-power divider. Compared with the general diplexer, it can realize the output of two-port power division output. The diplex-power divider is mainly composed of rectangular ridge waveguide transition, ridge waveguide band pass filter and ridge waveguide powerdivider. The ridge waveguide bandpass filter based on the evanescent mode has the advantages of low insertion loss, compact structure, wide passband and stopband. The HFSS is used for modeling and simulation optimization. The simulation results show that at 71～76 GHz, the return loss is greater than 12.9 dB, S32 and S42 are basically maintained at around -3.8 dB;at 81～86 GHz, the return loss is greater than 12.5 dB, S31 and S41 are basically maintained at around -3.85 dB, the isolation between channels is greater than 43.2 dB, and the amplitude of the two output ports are basically the same. The actual test results are in good agreement with the simulation results.
Key words : E-band；diplexer-power divider；rectangular to ridge waveguide transition；ridge waveguide bandpass filter；evanescent mode
0 引言
毫米波無(wú)線通信系統(tǒng)容易遭受高路徑損耗和大氣吸收，并且容易受到天氣條件和降水的影響[1]。然而，在E波段(71～76 GHz和81～86 GHz)存在一個(gè)大氣窗口，其大氣衰減較低，這使E波段成為各國(guó)的研究熱點(diǎn)。
雙工器和功分器是通信系統(tǒng)中不可或缺的兩個(gè)器件。雙工器的常見設(shè)計(jì)方法有基于T型匹配網(wǎng)絡(luò)[2-4]、基于分布式耦合[5-7]、基于共用諧振器[8-11]?，F(xiàn)有一種有助于改善系統(tǒng)性能和減小尺寸的新穎的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是將功分器集成在雙工器內(nèi)部[12]。
本文將用脊波導(dǎo)帶通濾波器來(lái)設(shè)計(jì)E波段集成雙工-功分器。首先介紹了階梯矩脊波導(dǎo)過(guò)渡結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，然后介紹了基于消失模的脊波導(dǎo)帶通濾波器的原理和脊波導(dǎo)帶通濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程，并介紹脊波導(dǎo)功分器的設(shè)計(jì)，最后對(duì)雙工-功分器進(jìn)行了仿真和實(shí)測(cè)。
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作者信息；
余 亮1，張 健2，孫朋飛1，張 偉1
(1.杭州電子科技大學(xué) 電子信息學(xué)院，浙江 杭州310000；2.武漢大學(xué) 電子信息學(xué)院，湖北 武漢430000)
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