一种S频段同轴双工器设计

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1、第24卷第1期航天器工程V01．24No．12015年2月SPACECRAFTENGINEERING97一种S频段同轴双工器设计李鸿斌王晓天高晓艳董楠(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要针对传统双工器设计采用全尺寸建模计算方法的复杂性，提出了一种新的双工器设计方法，应用等效电路与腔体模型协同设计，可以快速、准确地求得双工器结构参数。文章设计了一种1／4波长谐振腔结构的s频段同轴双工器。首先通过等效电路仿真计算求得腔体间耦合系数及品质因数，然后通过腔体建模仿真，反演出双工器的结构参数，并加工实物。实测结果表明：该双工器具有低插损、高隔离的特点，通带插损小于0．75dB，驻波小于1．

2、32，通道隔离度大于95dB。此方法可为其他频段同轴双工器设计提供参考。关键词卫星；S频段；同轴双工器；隔离度中图分类号：V443；TN65文献标志码：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．01．016DesignofS—bandCoaxialDiplexerfOrSatelliteLIHongbinWANGXiaotianGAOXiaoyanDONGNan(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Thepaperpresentsanewcoaxiald

3、iplexermethodtosolvethecomputationcomplexityoftheclassicaldiplexerwhichusesthemethodofwholemodelsimulation．Thismethodusingtheintegratedequivalentcircuitandthecavitysimulationcanworkouttheparametersofthediplexerquicklyandaccurately．Basedonthistechnique，aS—bandcoaxialdiplexerusingquarterwave—lengthres

4、onatorforsatelliteispresented．Firstly，themethodofequivalentcircuitisusedtoattainthecouplingmatrixofeachcavityandthequalityfactor．Thenthestructuralparametersofthediplexerareattainedbymodeling—simulationofthecavityandtheproposeddiplexerisfabricated．Thetestresultsshowthatthedesigneddiplexerhasinsertion

5、lossoflessthan0．75dB，voltagestandingwaveratio(VSWR)oflessthan1．32andisolationdegreeofgreaterthan95dB．Thestudycanbeasareferenceforthedesignofotherfrequencybandcoaxialdiplexer．Keywords：satellite；Sband；coaxialdiplexer；isolationdegree1引言现代卫星通信中，双工器使收发信号共用一副天线，起到收发信号频分、隔离的作用，是实现双信道实时双向通信的重要器件之一。对于理想的双工器，

6、要求其在输入端的反射系数在双通道上都应该尽可能的低，双工器双通道彼此之间的相互影响很严重，如果仅是将两个滤波器简单地连接起来，大多数情况下其技术指标难以达标，所以，对于绝大多数的双工器来说，它的设计比单个滤波器的设计工作量大，复杂程度高。收稿日期：2014一12—19；修回日期：2015O卜04基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：李鸿斌，男，高级工程师，从事航天器天线及系统设计研究。Email：13910986303@139．com。98航天器工程目前，国内外滤波器的主要研究方向是设计方法的改进与优化，如R．J．Cameron提出了用耦合矩阵来综合滤波器的方法[13；S．Amari给出了耦

7、合矩阵的梯度优化以及具有源和负载耦合滤波器综合的通用迭代技术[2{o；此外，关于双通带和多通带滤波器的综合理论也成为研究热点[4巧3；G．Macchiarella等人提出的公共腔结构的双工器结构及其综合方法[6]，为双工器的设计提供新的选择。国内对于滤波器的研究起步较晚，进入21世纪后，已成为研究热点，但主要以高校研究为主，如华中科技大学的梁飞，西安电子科技大学的李刚等人在微波滤波器、双工器研制上