HFSST形接头即波导功分器

一种宽带低剖面动中通天线单元的设计郑文泉;马岩冰;薛玲珑;黄一【摘要】针对目前移动卫星通信系统中对天线性能、形式的需求，设计了一种宽带低剖面动中通天线单元。

该天线单元由加载金属栅格的二联装角锥喇叭天线、正交模耦合器和H⁃T波导功分器组合构成。

其中正交模耦合器采用阶梯阻抗匹配的方波导与耦合波导相结合的方法作分析设计。

仿真结果表明，天线单元的带宽可达到30％，极化隔离度在－62 dB以下，同时天线单元结构紧凑，剖面较低。

%According to the requirements of mobile satellite communications on antenna performance and shape,a broadband and low profile array element of“Satcom on the Move” is presented.The antenna cell can be comprised of two pyramidal horn antennas with metal grids,Orthomode Transducer ( OMT ) and H⁃T waveguide power divider. The OMT adopts the idea of square waveguide using stepped impedance matching method combined with a coupling waveguide together.The simulated results indicate that with an optimum design,the bandwidth of the antenna element can be up to 30% with the polarized isolation below -62 dB and the aperture and profile minimized.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2016(046)012【总页数】4页(P54-57)【关键词】宽带;低剖面;角锥喇叭天线;正交模耦合器;波导功分器【作者】郑文泉;马岩冰;薛玲珑;黄一【作者单位】上海航天电子技术研究所，上海201109;上海航天电子技术研究所，上海201109;上海航天电子技术研究所，上海201109;上海航天电子技术研究所，上海201109【正文语种】中文【中图分类】TN82动中通天线是卫星移动通信系统中的重要组成部分，可在车载、船载和机载等移动载体快速移动中实现系统长时间、不间断的高速率信息传输[1]；同时，能满足应急通信保障系统中高标准、高可靠性的要求，可广泛应用于新闻采集和应急指挥等领域[2]。

一分四功分器的设计这个例子教你如何在HFSS设计环境下创建、仿真、分析一个一分四的微带功分器。

图1一、开始1. 启动Ansoft HFSS点击微软的开始按钮，选择程序，然后选择Ansoft，HFSS13程序组，点击HFSS13，进入Ansoft HFSS。

2. 设置工具选项1、设置工具选项注意：为了与这个例子的后续步骤一致，要对工具选项进行如下设置：2、选择菜单：Tools > Options > HFSS Options3、HFSS选项窗口a、点击常规（General）标签创建边界时使用数据输入条（Use Wizards for data entry when creating newboundaries）：选勾复制几何图形的边界（Duplicate boundaries with geometry）：选勾b、点击确定键。

4、选择菜单Tools 〉Options 〉Modeler Options 。

5、3D Modeler Options模块选项窗口a、点击Operation 键曲线自动封闭（Automatically cover closed polylines）：选勾b、点击Drawing 键新的原始模型编辑属性（Edit property of new primitives）：选勾c、点击确定。

3. 打开新工程1、在HFSS窗口，点击工具条上的，或者选择菜单File > New 。

2、从Project菜单选择Insert HFSS Design。

图24. 设置求解类型1. 选择菜单HFSS 〉Solution Type。

2. Solution Type窗口：1）选择模式驱动（Driven Modal）2）点击OK按钮。

图3二、建立3D模型1. 设置模型单位1. 选择菜单Modeler 〉Units 。

2. 设置单位：a. 选择单位毫米（mm）b. 点击确定2. 设置默认材料1. 在3D模型材料工具栏，选择Select。

一种带状线Wilkinson功分器的设计制作HU Yue;WU Zhilin;SHI Yu;LIU Lan;WEN Jie;LIU Lele【摘要】针对微波射频器件小型化的需求,文中采用ADS与HFSS联合仿真设计的方法,设计并制作了一种宽带小型化带状线一分二Wilkinson功分器.使用带状线结构取代传统的微带线结构,并引入“蛇形布线”和“翻折结构”,利用过孔进行垂直互连.采用PCB板叠压的形式实现带状线结构和隔离电阻的装配.此结构在很大程度上减小了功分器的物理尺寸,并拥有优良的电性能.测试结果表明,功分器在1 ～3 GHz的工作频带内,插入损耗＜0.7 dB,隔离度＞18 dB,驻波在1.4以下.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2018(031)012【总页数】5页(P52-56)【关键词】Wilkinson功分器;带状线;宽带;小型化;ADS;HFSS【作者】HU Yue;WU Zhilin;SHI Yu;LIU Lan;WEN Jie;LIU Lele【作者单位】;;;;;【正文语种】中文【中图分类】TN626在微波射频系统中，功分器将输入功率按一定的比例进行分配，同时也可逆向使用，用作功率合成器，是最常用的无源微波射频器件。

例如，在相控阵雷达中，功分器被用于将发射功率按照一定的比例分配给相应的T/R组件[1-2]；在测向系统中，功分器被用于将标校信号分配给对应的开关组件。

随着微波射频技术的不断发展，对系统和器件的小型化提出了更高的要求[3]。

微带结构的Wilkinson功分器结构简单，易于集成，但它的功分输出分支线为λ/4传输线，致使功分器在工作频率较低的时候尺寸较大。

同时，单节功分器无法适应宽带的需求[4]，其节数的增加也导致尺寸扩大，制约了小型化的发展。

有学者指出，有关 Wilkinson功分器的研究主要致力于降低整体电路区域大小[5]，可见减小功分器的尺寸对功分器的研究意义重大。

基于波导合成高效宽带Ka波段连续波发射机设计樊锡元【摘要】提出了一种基于BB320波导微带探针及BJ320波导ET、HT合成的Ka 波段高效空间合成发射机方案.波导合成实现了高效率,BB320波导形式实现合成结构轻小型化.首先利用HFSS软件分析两种波导合成器三维模型,给出了仿真结果.在工程设计中采用GaN功率芯片构成放大器小模块单元,输出峰值功率7W连续波.25 W功放采用4个模块单元合成.发射机采用4个25 W发射功放波导合成,在Ka波段输出功率90 W以上连续波,工作带宽达到6 GHz,总合成效率在80％,附加效率达到18％.合理的结构及热设计保证了发射机高功率工作的可靠性.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】6页(P43-48)【关键词】发射机;BB320波导微带探针;波导ET/HT;空间功率合成;高可靠性【作者】樊锡元【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽省天线与微波工程实验室,合肥230088【正文语种】中文【中图分类】TN8380 引言高功率放大器是微波／毫米波无线电子系统中核心部件，其发射功率的大小直接决定了作用距离、抗干扰能力及通信质量。

固态放大器因其具有体积小、供电电压低，以及使用寿命长、维护成本低等特点，在目前电子系统小型化趋势下得到广泛应用。

但是，固态放大器件输出功率有限，为获得更大功率输出，往往需要功率合成技术。

传统的电路合成技术采用威尔金森电桥、分支线电桥、Lange桥等功分／合成网络，应用广泛。

但是，平面传输线损耗大，合成效率随合成网络级数增加显著下降，因而限制了放大器的数量，无法满足高效率与大功率的要求。

近年来提出的空间功率合成技术最大优点在于合成效率高，适合多器件合成得到大功率输出，如准光合成、波导内合成以及波导裂缝阵［1⁃4］等。

但是，结构上的缺陷使它们在功放散热这个重要性能上有很大的不足，难于适应大功率输出、高热流密度功放场合。

Ka波段基片集成波导罗特曼透镜多波束阵列天线Xue Fei;Lang Huaqing;Yang Lina【摘要】利用基片集成波导结构完成Ka波段罗特曼透镜仿真设计.在设计中基于罗特曼透镜原理与基片集成波导,利用Matlab在HFSS中得到罗特曼透镜轮廓及透镜的结构中旁壁形状,并对基片集成波导缝隙阵列天线进行设计比较,完成对15×32槽多波束阵列天线的设计,设计了一个单层基片集成波导-金属波导垂直转接的结构.最后, 将各个部分结合在一起, 完成中心频点为35 GHz基片集成波导罗特曼透镜多波束阵列天线设计,其带宽为600 MHz,增益为27. 1 dB,扫描角度为90°.【期刊名称】《航空兵器》【年(卷),期】2019(026)003【总页数】6页(P56-61)【关键词】基片集成波导;罗特曼透镜;缝隙天线;多波束阵列天线【作者】Xue Fei;Lang Huaqing;Yang Lina【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TJ765.3;TN8200 引言随着毫米波高频段系统的发展，平面化、集成化对传统天线的设计提出了更高要求，即需要开发出高性能、低成本的平面阵列天线。

基片集成波导结合了普通平面电路和金属波导的双重优点，能满足现代波束成型网络对性能、外形、重量、加工工艺、成本等诸多方面的要求[1-3]。

多波束天线形成有相控阵天线和透镜天线两种类型[4]。

透镜天线利用同一天线口径形成多个独立且相互重叠的窄波束,虽然其调零分辨率不及相控阵天线,但可以实现波束的最佳空域覆盖,而相控阵天线需要大量集成移相器、功分器或定向耦合器,实现起来非常复杂。

罗特曼透镜则能形成多个波束，覆盖很宽的角度范围、增益高，是经典波束形成网络之一。

现有的罗特曼透镜主要基于微带形式设计实现[5-8]，由于微带在高频损耗较大且设计较为复杂，因此本文将基片集成波导技术与罗特曼透镜结合，实现Ka波段基片集成波导罗特曼透镜多波束阵列天线。

X波段四路功率合成器张思明;谢敏【摘要】文章介绍了一种基于波导-鳍线-微带线过渡的4路功率合成器结构,并通过Ansoft HFSS电磁仿真软件对其进行了仿真分析和优化设计.在整个X波段(8GHz～12GHz)内,功率合成器的插入损耗小于0.25dB,回波损耗大于-15dB,且通过加载微带扇形结构使同一平面上端口的隔离度大于8.5dB.结果表明,此结构在实现微波功率合成方面具有一定的应用前景.【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2019(021)002【总页数】3页(P40-42)【关键词】X波段;波导-微带过渡;功率合成器;鳍线【作者】张思明;谢敏【作者单位】西安电子工程研究所,陕西西安 710100;西安电子工程研究所,陕西西安 710100【正文语种】中文【中图分类】TN731 引言微波或毫米波频段高功率发射机是现代雷达必不可少的关键分机之一。

近年来，随着微波半导体大功率器件的发展，采用微波单片集成电路和微波网络技术的固态发射机得到广泛的应用。

相比于微波电子管发射机，固态发射机具有工作电压低、体积小、重量轻、工作频带宽、效率高等优点[1,2]。

但是由于单个固态功率放大器件的功率容量较小，所以为了在满足固态发射机大功率指标要求的同时又可体现固态发射机的优点，就需要在发射机中设计功率合成器将多个固态放大器的输出进行叠加，即采用功率合成技术[3]。

功率合成就是通过设计无源的功率合成网络将多个功率固态放大器的输出进行叠加。

Nail-Shuo Chen提出了一种基于集成在标准 WR-90波导内的槽形天线阵列宽带空间功率合成放大器，在工作频带内具有 73%的平均合成效率[4]。

Saavedra.C.E 提出了将电路、波导及空间功率合成用于毫米波的概念，其提出的无源阵自由空间到微带线间的插入损耗低于1.5dB[5]。

设计无源的功率合成网络的关键在于尽可能的提高功率合成效率，降低损耗。

本文提出了一种基于波导－鳍线－微带线过渡的无源功率合成器。

基于超材料的低剖面宽带双极化天线设计刘松涛;秦顺友;韩国栋【摘要】设计了一种基于超材料的低剖面宽带双极化天线;该天线采用复合左右手结构(CRLH)作为辐射单元,利用其色散曲线的非线性的特点,实现两种模式谐振点的融合,拓展带宽;同时采用不连通的十字形缝隙改善异极化隔离与交叉极化;阐述了以复合左右手结构作为天线辐射单元的宽带低剖面天线的工作原理以及复合左右手结构色散图的绘制方法;论述了宽带低剖面线极化天线、水平/垂直双极化天线、±45°双极化天线的设计方法,并给出了HFSS的仿真结果;仿真结果表明:该天线具有小型化、低剖面、宽频带的特点,可用作大型天线阵的阵元.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2018(026)009【总页数】5页(P292-296)【关键词】CRLH;低剖面;双极化天线【作者】刘松涛;秦顺友;韩国栋【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TN820 引言随着电子器件和电路系统向着小型化、集成化、多功能的方向发展，留给天线的空间越来越小，这就要求在设计天线时要尽可能降低天线的剖面高度与尺寸，在保证优良性能的前提下尽可能的减小天线尺寸是目前研究的重点。

超材料作为一种新型的电磁材料，通过设计材料的关键物理结构，可以使该材料呈现出与自然界普通材料不一样的奇异特性，为实现天线的小型化、宽频带、低剖面、高增益提供了新思路［1-2］。

电磁带隙结构 (EBG)具有同相反射性，以EBG结构作为天线反射板，是常见的降低天线剖面的方法［3-5］，但EBG结构具有窄带特性，用此种方法很难实现宽带天线。

文献［6］使用蘑菇型CRLH结构实现低剖面，但该天线尺寸过大，为1．1λ(1．1λ(λ为真空中该天线中心频点对应波长)，且波束宽度较窄，不利于组阵应用，此外，蘑菇型结构存在过孔，加工较为复杂。

基于薄膜电路工艺的W波段功分器设计杨志群;葛楠;尹震峰;石磊【摘要】针对传统威尔金森功分器在毫米波频段下两路输出支路幅相一致性差的问题,提出了一种基于薄膜电路工艺的新型威尔金森功分器设计.通过减少两路输出支路之间耦合和考虑隔离电阻的传输线效应,改善了其幅相一致性,拓宽了在毫米波和更高频下的应用.设计结果表明,该功分器在W波段具有插入损耗低、幅相一致性好、驻波小等优点,适合用于毫米波电路小型化设计和功率合成.【期刊名称】《制导与引信》【年(卷),期】2014(035)002【总页数】5页(P52-56)【关键词】电路工艺;新型威尔金森功分器;毫米波【作者】杨志群;葛楠;尹震峰;石磊【作者单位】92941部队92分队,辽宁葫芦岛125000;上海无线电设备研究所,上海200090;上海无线电设备研究所,上海200090;上海无线电设备研究所,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TN626在当前复杂的微波收发系统中,通常需要将微波信号分成几路,分别用于各个通道,对于功分信号的幅相一致性、隔离度等有越来越高的要求。

在毫米波以及更高频段下,传统威尔金森功分器存在两路输出端之间耦合严重,并且隔离电阻尺寸在毫米波高频下无法忽略,使传统威尔金森功分器的电路性能和应用受到局限。

常规微带功分器设计中,对输出支路之间的耦合效应和隔离电阻的传输线效应没有统一考虑,从而导致了在更高频段下的幅相一致性差的问题。

针对上述问题,本文提出了一种基于薄膜电路的新型威尔金森功分器,该设计通过减少两路输出支路之间耦合和考虑隔离电阻的传输线效应[1],较好地解决了传统威尔金森功分器在毫米波频段下幅相一致性差的问题。

传统威尔金森功分器的设计忽略了隔离电阻在毫米波频段下的传输线效应,并且两路输出端在毫米波频段下间距小,导致严重耦合,电路原理模型如图1（a）所示。

新型的威尔金森功分器模型考虑了隔离电阻在毫米波下的传输线效应,并在两路输出端和理想电阻之间增加了一段额外的传输线,该段传输线能够增加两臂之间的距离,从而减少两臂之间的耦合,降低隔离电阻分布参数的影响,电路原理模型如图1（b）所示[2]。