一种毫米波分波器的设计

摘要

随着科技的快速发展，微波无线通信系统在军用和民用产品中表现出了很重要的作用。无论你在哪里，我们每一个人都在使用无线电技术的设备，且这种趋势在不断增加。与此同时，频率资源也变得越来越紧张。在现代毫米波系统中，分波器有着非常广泛的用途，在卫星通信，毫米波辐射计，导航等很多领域都常用到。因此，设计出高性能、结构紧凑的分波器必然是未来分波器发展的必然趋势。
　　分波器是一种将接收到的信号分为多个频率范围信号的微波器件。论文的主要工作是研究和设计出一种毫米波段通带不交叠的七通道分波器，这种分波器由七个带通滤波器和一分八等分功分网络组成。矩形波导具有损耗小、Q值高等优点，在微波毫米波电路和系统中获得广泛应用，能很好地适应毫米波系统对小型化要求，所以，分波器使用波导结构。利用电磁场仿真软件HFSS设计出符合设计指标的要求的滤波器与一分八等分波导功分网络，再完成对七通道毫米波分波器的设计。
　　论文先介绍了分波器的相关理论，本次设计的滤波器为带通滤波器，所以着重介绍了电感膜片波导带通滤波器的设计。接着，论文介绍了一些常用于微波毫米波频段作为功分器的微波器件，包括波导魔T，波导T形结以及3dB分支波导耦合器。本次设计的一分八等分波导功分网络的各个输出端口需要一定的隔离度，用来降低毫米波分波器的各个滤波器通道间的相互干扰。考虑到四端口网络波导魔T两输出端口具有不错的隔离，因此采用多个波导魔T级联的方式设计一种2n型一分八等分功分网络。基于分波器要结构紧凑，利于实际加工的考虑，将波导魔T功分器的各输出端口朝同一方向进行90°打弯，使得功分网络的8个输出端口在同一侧。最后，通过实物测试来验证设计方法的可行性。将设计好的带通滤波器和功分网络连接在一起组成分波器，通过矢量网络分析仪测试后，得出分波器的设计基本满足了指标要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 研究历史与现状

1．3 本论文的主要工作

第二章 分波器的相关理论

2．1 滤波器的概述

2．1．1 滤波器的分类

2．1．2 滤波器的技术指标

2．2 低通原型滤波器

2．2．1 归一化低通原型滤波器

2．2．2 切比雪夫低通原型滤波器

2．3 频率变换

2．4 K、J变换器

2．4．1 K、J变换器的基本理论

2．4．2 耦合谐振器带通滤波器基本原理

2．4．3 K、J变换器的电路结构

2．5 电感膜片波导滤波器

2．5．1 薄电感膜片波导滤波器

2．5．2 厚电感膜片波导滤波器

2．6 功分器的研究

2．6．1 功分器的概述

2．6．2 波导T形结功分器

2．6．3 3dB分支波导耦合器

2．6．4 波导魔T

2．7 本章小结

第三章 分波器的仿真设计

3．1 分波器的技术指标

3．2 HFSS的概述

3．2．1 HFSS的简介

3．2．2 HFSS的设计步骤

3．3 带通滤波器的仿真设计

3．4 功分网络的仿真设计

3．4．1 波导魔T的仿真设计

3．4．2 功分网络的仿真设计

3．4．3 分波器的仿真设计

3．5 本章小结

第四章 分波器的实验

4．1 加工与测试方案的制定

4．2 分波器的测试

4．2．1 滤波器的测试

4．2．2 功分网络的测试

4．2．3 分波器的测试

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 展望

参考文献

致谢