X波段波导环形器的设计与实现

杨现志，葛俊祥，李 浩，汪 洁

(南京信息工程大学 江苏省气象探测与信息处理重点实验室，南京 210044)



工程与应用

X波段波导环形器的设计与实现

杨现志，葛俊祥，李 浩，汪 洁

(南京信息工程大学 江苏省气象探测与信息处理重点实验室，南京 210044)

为满足某X波段船舶导航雷达系统的需求，设计了一种部分高度双三角形铁氧体中心结形式的波导环形器。在设计过程中，采用三角形阻抗变换器和三螺钉匹配器来实现环形器的阻抗匹配，利用商业软件HFSS对环形器的结构进行仿真优化，最终加工出实物并进行了测试。测试结果表明，在9.1 GHz～10.5 GHz范围内，该环形器插入损耗小于0.3 dB，隔离度大于20 dB，驻波小于1.25，整体指标满足系统要求，目前已成功应用于雷达系统中。

波导环形器；X波段；铁氧体；阻抗变换器

0 引 言

由旋磁铁氧体样品制作的环形器作为雷达天线的收发隔离，可以实现发射机和接收机的天线共用[1-3]。X波段雷达，许多采用脉冲磁控管做发射机，其峰值功率和平均功率较大。波导结环形器和差相移式环形器都能满足承受较大功率的要求，但是与差相移式环形器相比，波导结环形器能够大大减小器件的体积，减轻器件的重量，特别是节约了铁氧体样品材料的使用，从而降低了成本。基于以上考虑，本文设计了三端口波导结环形器。

为实现较好的阻抗匹配，本文采用了波导内H面减高的结环结构，对称三端口波导的中心处的铁氧体设计为正三角形。为实现环形器的宽频带，采用了在铁氧体样品处分别加载三角形金属匹配片，以构成一个阻抗变换器；……