C波段宽带OMT设计分析

王 垒,杨国栋,耿丹阳,张志华

(1.中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081;2.中国交通通信信息中心,北京100011)

0 引言

OMT也称为双模变换器或正交模转换器,广泛应用于微波天线、电子对抗和微波测量仪表之中,其主要功能是在天线馈电中实现正交极化的双工传输(分离与合成),是天线系统中的关键部位,其性能的好坏直接影响整个系统的性能。近年来,微波无源器件在带宽不断增加的同时,还要保证低电压驻波比、低损耗和高端口隔离度。为了适应现代天线设备的需求,出现越来越多新型的正交模转换器。介绍了一种结构新颖的正交模转换器的设计,用HFSS进行仿真,并且在C波段进行了验证。

1 总体设计方案

正交模转换器为圆波导口输入,2个标准矩形波导输出,其结构如图1所示。输入极化波通过分波头进入到两路对称的弯波导中,再经由两个Y连接器分别进行合成,从而实现了两路正交信号的输出。

图1 正交模转换器结构示意图

常规OMT主要有圆波导耦合结构和方波导耦合结构2种。前者只能在15%左右的相对带宽内表现出良好的性能,当相对带宽变宽后驻波、隔离等性能急剧下降,已经不能满足工程的需求。方波导耦合结构可以采用单短路片或者多个短路片形式,只是有限地扩展了带宽。

与上述正交模转换器相比,四路分波的结构能够更有效的展宽频带,并且很容易在40%及以上的相对带宽内得到优良的驻波和隔离特性。

2 关键技术

宽频带正交模耦合器主要由分波头、Y型连接器2个部分组成。……