摘要：介绍了一种简洁有用的矩形波导双工器的工程规划办法。针对在宽频带跨度矩形波导双工器规划进程中，简略呈现的低频通道高次模落入高频通道的问题，提出了预加载的解决办法。针对双工器在规划进程中频带跨度大的问题，规划了新式宽频带T形头结构。具体介绍了波导双工器的整体优化办法和进程。文章的双工器规划实例中心频率别离为21GHz和29.5GHz，带宽均为300MHz，通带内阻隔别离小于-120dB和-65dB。
要害词：双工器 滤波器 波导
0.导言
微波双工器是用来把一个信号频谱分隔成为两个频率规模的微波器材。它是微波网络中的要害器材，在毫米波通讯、卫星通讯、雷达、电子对抗等范畴都有着广泛的使用。波导型双工器是微波双工器的一个非常重要的分支。它具有损耗小、体积小、阻隔度高和一体化程度高的特色。因而在工程上得到了广泛的使用。
波导双工器的规划办法许多，但这些办法的规划进程都相对比较复杂，因而这在增加了规划人员的作业难度的一起，也增加了规划周期。为此本文介绍了一种较为简洁的双工器规划办法。一起，针对在双工器规划进程中常会遇到双工器的两个作业频段跨度大，作业在低频段的波导滤波器的高次模会落入高频通带内的问题，本文给出了工程解决办法。针对双工器的两个作业频段跨度大的问题，提出了新式的T形头结构。一起宽频带波导同轴转化器作为波导双工器配套使用的一部分，本文也做了扼要的介绍。
1. 双工器的结构
本文规划的双工器如图1所示，双工器主要由同轴波导改换、T形头、滤波器I、滤波器II、同轴波导改换I和同轴波导改换II组成。其间滤波器I和滤波器 II经过频率挑选两个不同的通带的频率信号。滤波器I中心频率29.5GHz，带宽300MHz;滤波器II中心频率21GHZ，带宽300MHz，两滤波器经过T形头连接起来。同轴波导改换完结信号传输方式的转化。
2. 滤波器的规划
关于波导滤波器的规划，在此介绍一种简略有用的规划办法，运用这种办法规划波导滤波器可分为两步。
2.1 膜片宽度的确认
图2给出了波导滤波器的电结构拓扑图，波导滤波器是由波导段和K改换器组成的。在确认滤波器的级数和迫临函数之后，就能够经过式子(1)-(3)计算出K 改换器的耦合系数K’，再经过式子(4)能够得出K改换器的S21参数值，这样就能够经过软件仿真的办法得出波导滤波器中耦合膜片的宽度。
2. 2 谐振腔长度的确认
两个膜片之间的一节波导为谐振腔，经过a)得出的膜片宽度。接下来调理谐振腔的长度，使谐振腔谐振在中心频率，就确认了谐振腔的长度。
本文举例的双工器，低频滤波器谐振腔的二次谐波刚好落在高频通带内，能够选用调谐杆预加载的办法，即在滤波器规划进程中，为谐振腔加载调谐螺钉，使二次谐波向高频方向偏移，而且远离高频通带。因而本文在规划滤波器的进程中，现已将调谐杆预加载的功能考虑在内。
3.T形头的规划
T形头在工程上能够选用较为老练的方式，如图3(a)所示，可是本文的双工器掩盖频带较宽，因而需要对T形头进一步进行结构优化。优化成果如图3(b)所示，能够看出别离在T形头的分口单边和总口两头对称方位添加了电感膜片。改善后的T形头的总口S11参数功能如图4所示，满意双工器的规划需求。
4.同轴波导改换的规划
如图1所示，双工器的同轴波导改换一共有三个，通常在工程使用中只规划一种，这一同轴改换功能要掩盖一切作业频带。本文选用阶梯式同轴波导改换结构，如图 5所示，其间填充部分为三阶阶梯状金属匹配块，阶梯状金属匹配块与外界同轴连接器相连接。同轴波导改换功能在图6中给出，其S11参数在作业频带内都小于 -26dB。
5.双工器整体优化
在完结同轴波导改换、T形头、滤波器I、滤波器II的规划之后需要对双工器进行整体优化，优化的进程和办法如下。
a)优化滤波器I、滤波器II与T形头的距离。将滤波器I和滤波器II带入到T形头两边联合规划，经过调理两滤波器与T形头的距离来使滤波器的驻波到达最优。
b)优化滤波器I、滤波器II的接近T形头一侧的膜片宽度。以滤波器规划原型数据为根据，将滤波器I、滤波器II的榜首级膜片带入到T形头两边联合规划，直到规划参数到达滤波器原型数据参数停止。
c)优化滤波器I、滤波器II的接近T形头一侧的第—级谐振腔长度。以滤波器规划原型数据为根据，将滤波器I、滤波器Ⅱ的榜首级谐振腔带入到T形头两边联合规划，直到规划参数到达滤波器原型数据参数停止。
经过以上优化就能够确认双工器的终究尺度，双工器的终究三维结构图如图7所示。
双工器的功能在图8中给出。在低作业频段，双工器驻波小于1.2，按捺大于-120dB;在高作业频段，双工器驻波小于1.5，按捺大于-65dB。
总结
本文介绍了一种简洁有用的矩形波导双工器工程规划办法，并给出了规划实例。在规划进程中，针对两作业频带相距较远的双工器，提出了预加载的办法，经过这种办法能够有效地操控滤波器二次谐波的方位。别的，还提出了具有宽频带特性的T形头结构和同轴波导改换结构。
