基于波導的Ku頻段八路寬帶功分器設計

2021-01-08 電子產品世界
1 引言

微波通信系統的發展對發射機輸出功率和帶寬的要求越來越高，微波單片集成電路（MMIC）的輸出功率有限，電真空器件雖然能夠提供大的輸出功率，但有體積大、供電電壓高、穩定性差、壽命不長等缺點，為了獲得更大功率輸出，往往需要採用功率合成技術。

矩形金屬波導相對微帶結構具有功率容量高和低損耗的特性，將其用於功率分配/合成網絡能夠有效地提高功率合成效率；常用的波導功分/合成結構有T分支、Y分支、波導定向耦合器、波導分支線耦合器及魔T等，其中波導T分支結構簡單、尺寸小、應用靈活，但傳統的波導T分支匹配方式無法實現寬帶，若想覆蓋整個波導波段需採用一些特殊的匹配方式。

目前，大多數固態器件（MIC,MMIC）都基於平面電路應用，其中最廣泛的為微帶結構，採用波導—微帶過渡可以有效地將平面電路與波導系統相連。其中，波導—微帶探針過渡具有結構緊湊、容差好等特點，特別是在採用多探針結構時，能夠在實現波導—微帶轉換的同時完成功分，具有合成效率高、體積小的優點。

基於以上考慮，本文提出了一種採用波導E-T分支寬帶功分器與波導—微帶四探針過渡相結合的功率合成方案，實測結果表明，功率合成網絡可覆蓋整個Ku頻段。

2.1 理論分析

波導E面分支是在主波導寬邊面上的分支，其軸線平行於主波導模的電場方向，是一種串聯分支，結構如圖2-1所示，E-T分支具有如下特性：

當信號由埠1輸入時，埠2和3都有輸出且反相;

當信號由埠2輸入時，埠1和3都有輸出；

當信號由埠3輸入時，埠1和2都有輸出；

當信號由埠2和3同相輸入時，埠1的對稱面上可得到電場駐波波腹，埠1輸出最小；當信號由埠2和3反相輸入時，埠1的對稱面上可得電場波節，埠1輸出最大。由於E-T支是由波導的寬邊分支出來的，主波導寬邊上的壁面電流與分支臂上寬邊壁面電流是連續的。因此，如果傳輸TE10波的主波導用雙線代替，則分支臂就等效為一個串聯雙線，可用一電抗表示，其簡化等效電路圖2-2所示：

圖2-1 E-T分支

圖2-2 E-T分支的簡化等效電路

功分器相關文章:功分器原理

相關焦點

  • 一種波導功分器的研製
    本文設計的功率分配器採用3 dB多枝節耦合器形式實現, 該器件結構簡單，在14 GHz~16 GHz頻段範圍內具有低插損、高隔離等優點。通過仿真軟體HFSS對該器件進行了建模仿真，並加工出實物，實際測得該功分器輸入端的回波損耗小於-19 dB，兩輸出埠間隔離度大於15 dB。實測數據和仿真數據吻合度較高，性能良好。
  • 改進型Wilkinson功分器的設計
    目前應用最多的微波功率分配器 多為威爾金森（Wilkinson）形式的功分器，其優點在於設計方法較簡單、易於實現，輸出埠可以實現較高隔離。近年來，功分器的研究已經越來越成 熟，也越來越深入在傳統Wilkinson功分器的輸出端添加短路枝節的方法實現了寬帶功分器；文蘆狀的多節阻抗變換器Wilkinson 功分器結構，顯著展寬了功分器的工作帶寬；一款平面結構的新型雙頻功分器；直接多路輸出Wilkinson 功分器的計算公式，進一步完善了該功分器的設計指導。
  • 寬帶高隔離度SIW功分器設計
    編者按：介紹了一種新型高隔離度寬帶介質集成功分器。該功分器的頂層金屬上設計了三個蝶形的輻射縫隙用以增強SIW(基片集成波導)功分器的帶通特性。用耦合槽和電阻將魔T中的匹配電場臂平面化，將其用於該功分器來增強輸出埠間的隔離度。
  • 基於微帶Wilkinson功分器的功率合成電路的研究
    打開APP 基於微帶Wilkinson功分器的功率合成電路的研究 發表於 2017-12-10 08:11:01 隨著半導體材料和工藝的不斷發展
  • 中國首顆Ku頻段高通量寬帶通訊衛星成功發射
    長三乙火箭發射亞太6D衛星（何衛國 攝）記者從中國航天科技集團獲悉，北京時間7月9日20時11分，中國在西昌衛星發射中心用長徵三號乙運載火箭，成功將中國首顆Ku頻段高通量寬帶商業通信衛星——亞太6D通信衛星送入預定軌道。
  • 中國首顆Ku頻段高通量寬帶衛星"亞太6D"成功發射
    （原標題：中國首顆Ku頻段高通量寬帶衛星「亞太6D」成功發射）
  • 中國首顆Ku頻段高通量寬帶衛星「亞太6D」成功發射
    來源：人民網-科技頻道長三乙火箭發射亞太6D衛星（何衛國 攝）人民網北京7月9日電（趙竹青）記者從中國航天科技集團獲悉，北京時間7月9日20時11分，中國在西昌衛星發射中心用長徵三號乙運載火箭，成功將中國首顆Ku頻段高通量寬帶商業通信衛星
  • 功分器原理
    導讀：本文主要講述的是功分器的原理，感興趣的盆友們快來學習一下吧~~~很漲姿勢的哦~~~本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/277350.htm1.功分器原理--簡介　　功分器，其英文名稱為Power
  • 中國首顆Ku頻段高通量寬帶商業通信衛星「亞太6D」成功發射
    中新網北京7月9日電(郭超凱) 記者從中國航天科技集團獲悉，北京時間7月9日20時11分，中國在西昌衛星發射中心用長徵三號乙運載火箭，成功將中國首顆Ku頻段高通量寬帶商業通信衛星——亞太6D通信衛星送入預定軌道。發射瞬間。
  • 一種新型高性價比衛星信號功分器的製作
    編者按：　　摘要：基於市場上衛星功分器體積大成本高，性價比低下的問題，作者通過多年的經驗積累，運用磁芯傳輸技術製作功分器。這種設計方案不但實現了功分器結構的小型化，有效提升了產品的市場競爭力，而且採用了現代裝接技術簡化了裝配工藝，提高了生產效率。
  • 一種蝶形平面超寬帶(UWB)天線的設計
    平面單極 子天線通常由微帶線或者各種形狀的波導(Coplanar Waveguide，CPW)饋電，這些饋電方式之所以如此受關注，是因為這些饋電方式適合於超寬帶應用，具有很多優點，例如：低剖面，重量輕和易於制 作。但是設計人員就必須更關注於饋電線的設計，這樣使得設計變得較為複雜。
  • 亞太6D 衛星發射成功:中國首顆 Ku 頻段高通量寬帶商業通信衛星
    亞太 6D 衛星是亞太衛星寬帶通信（深圳）有限公司採購的一顆商業通信衛星，由中國航天科技集團有限公司所屬中國空間技術研究院通信衛星事業部抓總研製，將在軌為機載、船載、車載等移動通信應用提供優質、高效、經濟的衛星寬帶通信服務
  • 我國自研「高性能WR1800波導定向耦合器」優於同型號的進口產品
    波導元器件是指利用波導構成的對電磁波進行控制或處理的元器件。可分別用作定向傳輸、匹配、衰減或吸收、功率分配、模式(波型)變換、隔離、濾波、移相和放大、混頻、檢波、倍頻、振蕩、開關等。波導元器件分為無源和有源兩大類。無源波導元器件中不包含電子管、半導體管之類的成分。有源器件是指具有放大、調製、檢波、變頻和產生微波、毫米波和亞毫米波振蕩等功能且必須供電的器件。
  • 基於LabWindows的3.5G頻段電波傳播測控技術
    1 引言　　隨著移動用戶數日益增長，數據量的需求也呈海量增長，現有的移動通信頻段已經無法滿足日益增長的寬帶移動通信需求[1]。因此，從系統的角度尋找新的、適用於無線通信的頻段變得日益迫切。
  • 基於功分耦合器的六埠技術的設計與應用
    文中設計並實現了由一個功分器(mini公司的GP2X+)和三個耦合器(mini公司的QCS-722+)構成六埠結電路。在文章的開始介紹了六埠技術的基本原理以及其在接收機中的應用，然後介紹了設計思路和具體的電路實現。本課題來源於某橫向合作項目，利用六埠測量技術可以精確測量反射係數的相位這一特點，將其應用於接收機，主要任務是完成某測相接收機的射頻前端的整體設計。
  • TD-LTE與WLAN共室分系統的設計要點
    本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/156388.htm根據頻率規劃，TD-LTE系統工作在2400~2483.5MHz頻段，在室分系統中有可能與2300~2400MHz頻段的WLAN系統存在鄰頻共存幹擾問題。如果兩種系統獨立建設室內覆蓋系統，將會造成總體投資的浪費以及建設維護難度的增加。
  • ku波段頻率範圍_KU波段分類
    打開APP ku波段頻率範圍_KU波段分類 網絡整理 發表於 2020-11-27 16:14:00 　　ku波段頻率範圍 　　KU波段是指比IEEE 521-2002標準下的K波段頻率低的波段，KU的頻段通常下行從10.7到12.75GHz，上行從12.75到18.1GHz。
  • 基於ANSYS HFSS 軟體的WiFi天線設計與優化
    ANSYS HFSS 軟體是ANSYS 公司推出的基於自適應網格剖分技術的三維電磁場仿真軟體。是目前高頻設計的主要設計和分析工具，在射頻產品研製過程中正日益發揮著越來越重要的作用。應用 HFSS 軟體設計天線可以自動的得到各種天線參量，如增益、方向性、遠場方向圖剖面、遠場3D 圖等。
  • 對比衛星通信的常用頻段(C/Ku/Ka)
    衛星通信使用到的頻段涵蓋L, S, C, Ku, Ka等，而最常用的頻段是C(4~8GHz)和Ku(12~18GHz)頻段，Ka(27-40GHz)頻段是後起之秀。
  • 衛星電視KU波段一鍋四星教程，熬夜整理，歡迎收藏（一）
    其中c波段38個，ku波段有16個，亞太五號衛星由天項號運載火箭發射升空。亞太五號衛星是一顆地球同步軌道的衛星，當時的設計使用壽命是13年，這顆衛星的KU波段波束1覆蓋國內，當時受到了很多朋友的喜愛。當時的這顆衛星其實功能相當強大，不光是轉播電視節目，還有寬帶，多媒體，語音等服務，但是當時我們只能用它來看個電視。