CN109241582A - 一种v波段高性能多工器的设计方法 - Google Patents

一种v波段高性能多工器的设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种V波段高性能多工器的设计方法，包括以下步骤：(1)根据设计指标选用一腔多模技术的矩形双模滤波器形式，确定滤波器的阶数；(2)计算四个通道每道滤波器的初始尺寸；(3)通过仿真软件HFSS建立每道滤波器的仿真模型，对每道滤波器进行优化得到每道滤波器优化后的尺寸；(4)通过集合管式结构建立多工器模型，将每道滤波器优化后的尺寸输入进去，对多工器尺寸进行优化得到多工器的最终尺寸；(5)根据最终尺寸对多工器进行加工，并在每道滤波器的谐振腔及传输主通道上加调谐螺钉进行调试。本发明滤波器仿真模型的建立摒弃了复杂的计算，通过简单计算得到初始尺寸，直接代入仿真软件进行优化，计算结果准确且迅速。

Description

一种V波段高性能多工器的设计方法
技术领域：
本发明属于毫米波技术应用领域，具体涉及一种V波段高性能多工器的设计方法。
背景技术：
适合多工器设计的滤波器形式多种多样，如传统的波导E面滤波器和圆波导滤波器，传统的波导E面滤波器虽然具有较好的矩形系数，但是加工和装配难以保证，造成误差较大；圆波导滤波器的设计则需要复杂的电磁场算法进行计算，且加工费用较为昂贵。加上随着多工器通道数的增加，其通道间的耦合影响也较为明显，无疑增加了多工器设计和调试难度。因此，需要考虑一种结构较为简单，且易于加工调试的波导滤波器形式作为毫米波多工器的设计基础。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种V波段高性能多工器的设计方法，该设计方法不仅避免了复杂的电磁场计算，而且多工器易于加工和装配，大幅度降低了产品的设计和调试时间。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：一种V波段高性能多工器的设计方法，包括以下步骤：
(1)根据设计指标选用一腔多模技术的矩形双模滤波器形式，确定滤波器的阶数；
(2)计算四个通道每道滤波器的初始尺寸；
(3)通过仿真软件HFSS建立每道滤波器的仿真模型，对每道滤波器进行优化得到每道滤波器优化后的尺寸；
(4)通过集合管式结构建立多工器模型，将每道滤波器优化后的尺寸输入进去，对多工器尺寸进行优化得到多工器的最终尺寸；
(5)根据最终尺寸对多工器进行加工，并在每道滤波器的谐振腔及传输主通道上加调谐螺钉进行调试。
本发明的有益效果：
(1)同传统的波导E面或圆波导等多工器所采用的滤波器方法相比，本发明采用了结构更为简单的矩形双模滤波器形式，在同样的体积下，不但具有相同的带外抑制和低插损的特点，而且只有一种不连续形式，在相同的抑制条件下，减少了单个滤波器的阶数，提高了多工器的频率选择性和小型化。
(2)本发明滤波器仿真模型的建立摒弃了复杂的计算，通过简单的计算公式就可得到初始尺寸，初始尺寸可直接代入仿真软件进行优化，计算结果准确并且迅速，大幅度降低了多工器的研发周期和调试难度。
附图说明：
图1为本发明的设计方法流程图。
图2为单个通道滤波器的模型图。
图3为V波段多工器的仿真模型。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，一种V波段高性能多工器的设计方法，包括以下步骤：
(1)根据设计指标选用一腔多模技术的矩形双模滤波器形式，确定滤波器的阶数；
(2)计算四个通道每道滤波器的初始尺寸，具体计算过程为：
根据矩形波导谐振腔的基本理论，谐振频率为：
其中，a、b、d分别为波导谐振腔的宽度、高度和长度，c为光速，m、n、l分别为a、b、d相应方向半波长的数目；
设矩形波导内双模为TEm0l和TEp0q，且均工作在同一谐振频率，其中，模式TEp0q中的p、q为与模式TEm0l对应方向的半波长的数目，将模式TEm0l的特征值m、0、l和模式TEp0q的特征值p、0、q分别带入公式(1)可以得到：
k为系数，通过公式(2)得到a＝kd,结合模式TEm0l可以通过公式(1)得到：
选取工作模式TE102和TE201，将模式TE102的特征值1、0、2和模式TE201的特征值2、0、1带入公式(2)，得到a＝d，则k＝1,结合模式TE102,由公式(3)得到：
在上述两个模式下，波导谐振腔高度b不参与计算，因此，利用上述计算过程适当调节波导谐振腔高度b可以得到不同谐振频率下波导谐振腔的初始尺寸，进而得到每道滤波器的结构初始尺寸；
(3)通过仿真软件HFSS建立每道滤波器的仿真模型，如图2所示，对每道滤波器进行优化得到每道滤波器优化后的尺寸；
(4)通过集合管式结构建立多工器模型，如图3所示，将每道滤波器优化后的尺寸输入进去，对多工器尺寸进行优化得到V波段多工器的最终尺寸；
(5)根据最终尺寸对多工器进行加工，并在每道滤波器的谐振腔及传输主通道上加调谐螺钉进行调试，实现V波段多工器的设计目标。

Claims (2)

1.一种V波段高性能多工器的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)根据设计指标选用一腔多模技术的矩形双模滤波器形式，确定滤波器的阶数；
(2)计算四个通道每道滤波器的初始尺寸；
(3)通过仿真软件HFSS建立每道滤波器的仿真模型，对每道滤波器进行优化得到每道滤波器优化后的尺寸；
(4)通过集合管式结构建立多工器模型，将每道滤波器优化后的尺寸输入进去，对多工器尺寸进行优化得到多工器的最终尺寸；
(5)根据最终尺寸对多工器进行加工，并在每道滤波器的谐振腔及传输主通道上加调谐螺钉进行调试。
2.根据权利要求1所述的一种V波段高性能多工器的设计方法，其特征在于：所述步骤(2)计算四个通道每道滤波器的初始尺寸的具体计算过程为：
根据矩形波导谐振腔的基本理论，谐振频率为：
其中，a、b、d分别为波导谐振腔的宽度、高度和长度，c为光速，m、n、l分别为a、b、d相应方向半波长的数目；
设矩形波导内双模为TEm0l和TEp0q，且均工作在同一谐振频率，其中，模式TEp0q中的p、q为与模式TEm0l对应方向的半波长的数目，将模式TEm0l的特征值m、0、l和模式TEp0q的特征值p、0、q分别带入公式(1)可以得到：
k为系数，通过公式(2)得到a＝kd,结合模式TEm0l通过公式(1)得到：
选取工作模式TE102和TE201，将模式TE102的特征值1、0、2和模式TE201的特征值2、0、1带入公式(2)，得到a＝d，则k＝1,结合模式TE102,由公式(3)得到：
在上述两个模式下，波导谐振腔高度b不参与计算，因此，利用上述计算过程适当调节波导谐振腔高度b可以得到不同谐振频率下波导谐振腔的初始尺寸，进而得到每道滤波器的结构初始尺寸。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110717262A (zh) * 2019-09-27 2020-01-21 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 一种c频段波导滤波器的仿真方法、仿真装置以及终端
CN114912386A (zh) * 2022-07-13 2022-08-16 四川太赫兹通信有限公司 一种太赫兹多分支耦合型多工器设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100013578A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-21 Mohammad Memarian Method of operation and construction of dual-mode filters, quad-mode filters, dual band filters, and diplexer/multiplexer devices using full or half cut dielectric resonators
CN102324616A (zh) * 2011-07-28 2012-01-18 西安空间无线电技术研究所 一种超大功率微波谐振器结构
CN202172113U (zh) * 2011-07-28 2012-03-21 西安空间无线电技术研究所 C频段大跨度多通道输出多工器
CN103592510A (zh) * 2013-10-16 2014-02-19 西安空间无线电技术研究所 一种微波频率校准器及其校准方法
CN203932260U (zh) * 2014-01-26 2014-11-05 成都赛纳赛德科技有限公司 波导多工器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100013578A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-21 Mohammad Memarian Method of operation and construction of dual-mode filters, quad-mode filters, dual band filters, and diplexer/multiplexer devices using full or half cut dielectric resonators
CN102324616A (zh) * 2011-07-28 2012-01-18 西安空间无线电技术研究所 一种超大功率微波谐振器结构
CN202172113U (zh) * 2011-07-28 2012-03-21 西安空间无线电技术研究所 C频段大跨度多通道输出多工器
CN103592510A (zh) * 2013-10-16 2014-02-19 西安空间无线电技术研究所 一种微波频率校准器及其校准方法
CN203932260U (zh) * 2014-01-26 2014-11-05 成都赛纳赛德科技有限公司 波导多工器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
秦江等: "一种V波段毫米波多工器的设计", 《微波学报》 *
高秀晓等: "X波段双模波导双工器的设计与测试", 《2009年全国微波毫米波会议》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110717262A (zh) * 2019-09-27 2020-01-21 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 一种c频段波导滤波器的仿真方法、仿真装置以及终端
CN110717262B (zh) * 2019-09-27 2023-04-07 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 一种c频段波导滤波器的仿真方法、仿真装置以及终端
CN114912386A (zh) * 2022-07-13 2022-08-16 四川太赫兹通信有限公司 一种太赫兹多分支耦合型多工器设计方法
CN114912386B (zh) * 2022-07-13 2022-09-27 四川太赫兹通信有限公司 一种太赫兹多分支耦合型多工器设计方法

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