前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的H面波導雙工器工程設計論文，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

1．雙工器的結構

本文設計的雙工器如圖1所示，雙工器主要由同軸波導變換、T形頭、濾波器I、濾波器II、同軸波導變換I和同軸波導變換II組成。其中濾波器I和濾波器II通過頻率選擇兩個不同的通帶的頻率信號。濾波器I中心頻率29.5GHz，帶寬300MHz；濾波器II中心頻率21GHz，帶寬300MHz，兩濾波器通過T形頭連接起來。同軸波導變換實現信號傳輸形式的轉換。

2．濾波器的設計

關于波導濾波器的設計，在此介紹一種簡單實用的設計方法，運用這種方法設計波導濾波器可分為兩步。 

2.1膜片寬度的確定

波導濾波器的電結構拓撲圖，波導濾波器是由波導段和K變換器組成的。在確定濾波器的級數和逼近函數之后，就可以通過式子(1)-(3)計算出K變換器的耦合系數K’，再通過式子(4)可以得出K變換器的S21參數值，這樣就可以通過軟件仿真的方法得出波導濾波器中耦合膜片的寬度。

2.2諧振腔長度的確定

兩個膜片之間的一節波導為諧振腔，通過a)得出的膜片寬度。接下來調節諧振腔的長度，使諧振腔諧振在中心頻率，就確定了諧振腔的長度。本文舉例的雙工器，低頻濾波器諧振腔的二次諧波剛好落在高頻通帶內，可以采用調諧桿預加載的方法，即在濾波器設計過程中，為諧振腔加載調諧螺釘，使二次諧波向高頻方向偏移，并且遠離高頻通帶。因此本文在設計濾波器的過程中，已經將調諧桿預加載的性能考慮在內。

3．T形頭的設計

T形頭在工程上可以采用較為成熟的形式，但是本文的雙工器覆蓋頻帶較寬，因此需要對T形頭進一步進行結構優化。可以看出分別在T形頭的分口單邊和總口兩邊對稱位置添加了電感膜片。改進后的T形頭的總口S11參數性能，滿足雙工器的設計需求。

4．同軸波導變換的設計

雙工器的同軸波導變換一共有三個，通常在工程應用中只設計一種，這一同軸變換性能要覆蓋所有工作頻帶。本文采用階梯式同軸波導變換結構，其中填充部分為三階階梯狀金屬匹配塊，階梯狀金屬匹配塊與外界同軸連接器相連接。其S11參數在工作頻帶內都小于-26dB。

5、雙工器總體優化

在完成同軸波導變換、T形頭、濾波器I、濾波器II的設計之后需要對雙工器進行總體優化，優化的步驟和方法如下。a)優化濾波器I、濾波器II與T形頭的間距。將濾波器I和濾波器II帶入到T形頭兩側聯合設計，通過調節兩濾波器與T形頭的間距來使濾波器的駐波達到最優。b)優化濾波器I、濾波器II的靠近T形頭一側的膜片寬度。以濾波器設計原型數據為依據，將濾波器I、濾波器II的第一級膜片帶入到T形頭兩側聯合設計，直到設計參數達到濾波器原型數據參數為止。c)優化濾波器I、濾波器II的靠近T形頭一側的第一級諧振腔長度。以濾波器設計原型數據為依據，將濾波器I、濾波器II的第一級諧振腔帶入到T形頭兩側聯合設計，直到設計參數達到濾波器原型數據參數為止。經過以上優化就可以確定雙工器的最終尺寸，雙工器的最終三維結構。在低工作頻段，雙工器駐波小于1.2，抑制大于-120dB；在高工作頻段，雙工器駐波小于1.5，抑制大于-65dB。

6.總結

本文介紹了一種簡便實用的矩形波導雙工器工程設計方法，并給出了設計實例。在設計過程中，針對兩工作頻帶相距較遠的雙工器，提出了預加載的方法，通過這種方法可以有效地控制濾波器二次諧波的位置。另外，還提出了具有寬頻帶特性的T形頭結構和同軸波導變換結構。

作者：王惠生 李磊 馮文文 單位：華東電子工程研究所