E波段集成双工-功分器的设计
2021年电子技术应用第8期
余 亮1，张 健2，孙朋飞1，张 伟1
1.杭州电子科技大学 电子信息学院，浙江 杭州310000；2.武汉大学 电子信息学院，湖北 武汉430000
摘要： 双工器和功分器是通信系统中两个重要的器件，为了减小通信系统的尺寸，将功分器集成到双工器内部形成双工-功分器。与一般双工器相比，可以实现两输出端口功分输出。该双工-功分器主要由矩脊波导过渡、脊波导带通滤波器和脊波导功分器组成。基于消失模的脊波导带通滤波器有插入损耗低、结构紧凑、通带及阻带带宽宽等优势。用HFSS进行建模仿真优化，仿真结果表明在71～76 GHz波段，回波损耗大于12.9 dB，S32和S42基本维持在-3.8 dB左右；在81～86 GHz波段，回波损耗大于12.5 dB，S31和S41基本维持在-3.85 dB左右，通道之间的隔离度大于43.2 dB，两输出端口的幅度基本一致。实物的测试结果与仿真结果呈现良好的一致性。
中圖分類號： TN61
文獻標識碼： 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-功分器的設計[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： 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-功分器的設計[J].電子技術應用，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
毫米波無線通信系統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)存在一個大氣窗口，其大氣衰減較低，這使E波段成為各國的研究熱點。
雙工器和功分器是通信系統中不可或缺的兩個器件。雙工器的常見設計方法有基于T型匹配網絡[2-4]、基于分布式耦合[5-7]、基于共用諧振器[8-11]。現有一種有助于改善系統性能和減小尺寸的新穎的拓撲結構是將功分器集成在雙工器內部[12]。
本文將用脊波導帶通濾波器來設計E波段集成雙工-功分器。首先介紹了階梯矩脊波導過渡結構的設計，然后介紹了基于消失模的脊波導帶通濾波器的原理和脊波導帶通濾波器的設計過程，并介紹脊波導功分器的設計，最后對雙工-功分器進行了仿真和實測。
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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 電子信息學院，浙江 杭州310000；2.武漢大學 電子信息學院，湖北 武漢430000)
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