應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)的高性能波導(dǎo)雙工器設(shè)計.pdf

1、用戶需求的增長以及新技術(shù)的革新促使了通信技術(shù)往更高要求的方向發(fā)展。而與之對應(yīng)的微波通信設(shè)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(nèi)一體機的設(shè)計結(jié)構(gòu)，發(fā)展成為現(xiàn)有的收發(fā)信機在室外（ODU）、調(diào)制解調(diào)和基帶接口在室內(nèi)（IDU）的分體式結(jié)構(gòu)。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(shè)備的重要組成部分。本文設(shè)計的雙工器為異頻雙工，主要應(yīng)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(dǎo)雙工器的高性能實現(xiàn)方案，本文的設(shè)計工作主要包括：
　　1）工作在Ku波段的波導(dǎo)雙工器設(shè)計。在該頻段下，若繼續(xù)使用Y矩陣法調(diào)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(jié)果顯示，其帶內(nèi)回波損耗可達18dB，

3、發(fā)送通帶在15.138～15.348GHz內(nèi)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(dǎo)雙工器的設(shè)計。普通結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)雙工器因為寄生通帶的出現(xiàn)在遠端頻率范圍內(nèi)不可能獲得較好的帶外抑制。文章將（1）中的波導(dǎo)雙工器與具有較寬遠端抑制特性的消失模波導(dǎo)濾波器進行了腔體一體化設(shè)計，實現(xiàn)了波導(dǎo)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(dǎo)雙工器的設(shè)計。本文通過將環(huán)形器與寬阻帶波導(dǎo)雙工器進行腔體集成設(shè)計使得波導(dǎo)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(jié)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(jié)果證明了方案的切實可行。
　　本文在完成上述設(shè)計的過程中，根據(jù)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)雙工器不易實現(xiàn)負交叉耦合的問題，給出了