直通式宽带波导-微带模式变换器是一种应用于通信系统、电波雷达、控制系统等领域的模式变换器件,工作在Ku波段（12 GHz-18 GHz）,主要功能是完成波导传输主模—TE10模与微带线传输主模—准TEM模之间的转换。直通式宽带波导-微带模式变换器具有结构新颖、工作频带宽、装卸灵活、易于集成等优点。在深入研究传输线理论和模式变换器工作原理,以及宽频化原理的基础上,对直通式宽带波导-微带模式变换器完成结构设计和实物加工,本文完成的工作如下:1.研究背景中介绍了模式变换器的基本概念,阐述了四种常用模式变换器的结构特性和研究现状,选用波导-微带模式变换器作为研究课题。介绍了三种典型的波导-微带过渡结构并列举了部分代表性设计。2.介绍了直通式宽带波导-微带模式变换器的理论基础,包括矩形波导传输理论和微带线传输理论,介绍了模式变换器的工作原理,确定了宽频化、低损耗的设计方向。3.通过理论分析和仿真实验说明模式变换器的宽频化原理,设计出工作频带宽的转换贴片,置入滤波性能良好的波导带阻滤波器中,初步完成直通式宽带波导-微带模式变换器的结构设计。通过电磁仿真软件HFSS对模式变换器的各项参数进行扫描仿真,确定最优参数使变换器的性能达到最佳。仿真结果显示直通式宽带波导-微带模式变换器在14.43 GHz-16.09 GHz频带范围内S11曲线低于-10 d B,工作带宽约为1.66 GHz,相对带宽约为11.1%,插入损耗低于0.5 d B。4.加工原始转换贴片结构和背靠背结构分别进行实物测试,与仿真结果作对比,分析结果之间的差异,验证设计的可行性与实际性能,提出对模式变换器的改进思路。
暂无评论