應用于無線通信系統(tǒng)的高性能波導雙工器設計.pdf

1、用戶需求的增長以及新技術的革新促使了通信技術往更高要求的方向發(fā)展。而與之對應的微波通信設備，為了實現(xiàn)體積更小且拆移簡易的特點，也逐漸摒棄了傳統(tǒng)室內一體機的設計結構，發(fā)展成為現(xiàn)有的收發(fā)信機在室外（ODU）、調制解調和基帶接口在室內（IDU）的分體式結構。雙工器在通信系統(tǒng)中承擔著收發(fā)信道的選擇、合成和分離工作，是通信設備的重要組成部分。本文設計的雙工器為異頻雙工，主要應用于上述微波ODU（Outdoor Unit）收發(fā)信機系統(tǒng)。通過收發(fā)兩路

2、濾波器的頻率選擇作用，雙工器使得系統(tǒng)可共用一個天線完成信號的收發(fā)。如何以低成本實現(xiàn)雙工器的高性能要求是一直以來的重要課題。
　　圍繞波導雙工器的高性能實現(xiàn)方案，本文的設計工作主要包括：
　　1）工作在Ku波段的波導雙工器設計。在該頻段下，若繼續(xù)使用Y矩陣法調諧會使得雙工器的單腔諧振頻率偏差0.9％～2%，因此本文使用基于模式匹配法的μWave Wizard軟件對初始尺寸進行優(yōu)化。實物測試結果顯示，其帶內回波損耗可達18dB，

3、發(fā)送通帶在15.138～15.348GHz內的帶外抑制≥68dB，接收通帶在14.718～14.942GHz的帶外抑制≥65dB；
　　2）寬阻帶波導雙工器的設計。普通結構的波導雙工器因為寄生通帶的出現(xiàn)在遠端頻率范圍內不可能獲得較好的帶外抑制。文章將（1）中的波導雙工器與具有較寬遠端抑制特性的消失模波導濾波器進行了腔體一體化設計，實現(xiàn)了波導雙工器的寬阻帶特性，其在21.2～43GHz帶外抑制仿真值可達40dB以下；
　　3）

4、高隔離寬阻帶波導雙工器的設計。本文通過將環(huán)形器與寬阻帶波導雙工器進行腔體集成設計使得波導雙工器的接收、發(fā)送端在通信系統(tǒng)中不再需單獨外接一環(huán)形器。HFSS仿真結果顯示：接收端到發(fā)送端的隔離度可達110dB以上，同寬阻帶雙工器相比提高了50dB左右，發(fā)送端到天線端、天線端到接收端的反向隔離大于23dB，能實現(xiàn)信號的單向傳輸。該結果證明了方案的切實可行。
　　本文在完成上述設計的過程中，根據(jù)波導結構雙工器不易實現(xiàn)負交叉耦合的問題，給出了