3．2 波导双工器的两滤波器设计 15

3．3 波导T型接头 19

4 波导双工器的综合优化 20

4．1 双工器的匹配 20

4．2 双工器的微调 22

结  论 23

致  谢 24

参 考 文 献 25

附录A 滤波器设计尺寸计算程序 28

1 绪论

1．1 引言

双工器作为现代众多电子通信系统依赖的重要部件，主要是用来分离无用和有用信号，如今微波毫米波双工器被广泛应用于移动通信、微波、毫米波通信、微波导航、遥测遥控、卫星通信以及军事电子对抗等多种领域。

波导双工器不仅结构简单，加工容易。而且因为没有引入加载的电容，波导双工器的插入损耗相比交指或梳型滤波器低，功率容量也比较大；它作为一种常用的双工通信的频率分配器件，其技术比较成熟，设计也较容易。论文网

如今随着微波通信技术的快速发展，对微波器件的要求也越来越高。对波导双工器而言，如何提高频率选择性，减小体积，是两个很重要的研究方面。这就要求我们设计更高工作频率的波导双工器。本文就是立足于现在技术的发展状况，研究设计了80GHz波导型E面双工器。这将有利于微波通信技术的发展，具有很高的实用价值。

1．2 双工器的研究背景

双工器当中最重要的结构是两个滤波器，它是随着滤波器的发展而发展起来的。因此研究滤波器是实现双工器的基础。

最先对多工器进行描述的是Lawson[1]和Fano，之后，多工器的研究就打开了新的窗口。首先便是J．R．Pierce[2][3]设计出了一种信道相邻双工器。紧接着，Manhaei和Cristal[4][5]在发展了双工器理论上做出了巨大的贡献，可以通过将多个滤波器串联或者并联在某个系统上，并且在连接处加上一些额外的网络结构对系统进行阻抗失配补偿。这样可以使得整个多工器系统获得优良的性能，以满足实际工程需要。

后来在设计双工器的过程中，研究人员把滤波器直接设计成可以互补的形式。当把多个滤波器以串联或者并联的方式连接在系统当中时，一个可以对另一个或几个的失配阻抗进行补偿，这样就实现了对整个系统的匹配问题，也大大降低了结构设计的复杂度。当然，就目前设计水平而言，波导双工器的匹配问题仍然是设计中最困难和最繁琐的工作。可加入的额外补偿网络也是多种多样，有圆柱、矩形体、膜片、阶梯状和三角状等等结构。在相邻信道多工器的设计问题上，P．LaTourrette[6][7]在R．J．Wenzel[8]研究出的宽带滤波理论基础上，研究出了在实际设计中可以采用这些小型化滤波器多路复用技术，并给出了一些实际的设计方法。二十世纪六十年代末， E．J．CurIey在实验中发现一个现象，在对交指滤波器构成的通带不相邻的双工器进行调谐时，低频滤波器的第一节谐振单元的频率低于正常频率，这种现象的发现将有助于系统匹配问题的解决。在设计通带相邻或不相邻、窄带或宽带的双工器时，调整滤波器传输线的长度可以作为附加的补偿网络进行阻抗匹配[9]，将明显改善双工器的系统性能。

1．3 双工器的发展现状

1．4 本文的主要工作

本论文主要是根据给定的参数指标，设计一种80GHz波导型E面双工器。

在本文第二章中，将介绍滤波器和双工器的相关理论知识，为后续章节的研究做了相关准备。在第三章中，将详细介绍两种波导滤波器的设计过程，根据设计指标要求，滤波器1的中心频率为73.5GHz，工作频带为71 76GHz；滤波器2的中心频率为83.5GHz，工作频带为81 86GHz，并且要求带外衰减大于60dB。在第四章中，将详细介绍双工器的综合以及参数优化的过程，根据参数指标，双工器的收发隔离度大于60dB，回波损耗大于14dB。并借助 Ansoft HFSS 10.0商业仿真软件对综合的双工器进行仿真和优化，给出仿真结果，并进行适当的分析。