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脊双模波导双工器的研制

陈冰洁  
【摘要】:波导滤波器由于其具有低损耗和大功率容量等特性被广泛应用于人造卫星和飞行体通讯中,但一直以来,尺寸大和质量重却是波导滤波器最主要的缺陷之一。近年来,在单腔中运用双模或多模技术成为解决波导滤波器上述缺陷的主要手段之一。本文分析了广义切比雪夫滤波器耦合矩阵的综合方法及矩形波导内导模的场结构和传输特性,并在此基础上提出了一种脊谐振器结构。由于该脊谐振器结构不需要增大波导腔尺寸就能产生正交的准TEM简并模式,因此将其运用于双模滤波器的设计中能实现非常紧凑的结构。 首先,介绍了广义切比雪夫滤波器耦合矩阵的综合方法,以及常用于工程设计的CT、CQ结构的耦合矩阵旋转消元步骤。 其次,对金属矩形波导内的导模进行了简单地分析,包括导模的场结构和传输特性,并给出了常用模式的电场示意图。 再次,描述了脊谐振器的电磁场特性,对其在波导中不同的放置情况进行分析并给出仿真结果,分析了调节输入输出耦合量的方法及简并模式之间的耦合方式。根据上述理论设计出了一个两腔四阶的双模带通滤波器和一个六阶的双模双通带滤波器。 最后根据指标要求设计出了一个单双模混合的波导双工器,详细给出了每个单通道滤波器及T型接头的设计过程,然后对模型进行加工调试,验证了该方法设计原理的正确性。同时将单通道单双模混合滤波器与相同阶数的单模波导滤波器相比较,其性能更好,整体尺寸更小。


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