原標(biāo)題：一種波導(dǎo)功分器的研制

研制波導(dǎo)功分器需綜合考慮其類型、設(shè)計原理、性能指標(biāo)及實際應(yīng)用需求，以下為具體介紹：

類型選擇

波導(dǎo)型功分器利用波導(dǎo)的特性來實現(xiàn)功率分配。波導(dǎo)是一種傳輸電磁波的管道，具有特定的截止頻率和傳輸模式。通過合理設(shè)計波導(dǎo)的長度、寬度和形狀，可以實現(xiàn)電磁波在各個輸出端口之間的均勻分配。常見的波導(dǎo)功分器有H面T分支、E面T分支、魔T等。其中，魔T由于空間限制，對于某些有空間要求的電路并不適用；而H面T分支和E面T分支雖損耗小于普通平面?zhèn)鬏斁€，具有功率容量大等特點(diǎn)，但它們是三端口器件，無法做到完全匹配，實現(xiàn)較高的端口隔離度較難。

設(shè)計要點(diǎn)

• 耦合器結(jié)構(gòu)：可采用3dB多枝節(jié)耦合器形式實現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)簡單，在一定頻段范圍內(nèi)具有低插損、高隔離等優(yōu)點(diǎn)。例如，在14GHz~16GHz頻段范圍內(nèi)，采用該結(jié)構(gòu)的功分器性能良好。

• 匹配元件：在波導(dǎo)內(nèi)加上額外的匹配元件來抵消波導(dǎo)不連續(xù)性所帶來的影響，從而實現(xiàn)匹配。

• 仿真優(yōu)化：利用仿真軟件（如HFSS）對功分器進(jìn)行建模仿真，通過改變相關(guān)尺寸（如孔的尺寸以及孔與孔之間的孔距）來改變耦合器的各項性能，并進(jìn)行優(yōu)化。為提高仿真優(yōu)化的效率，可將模型簡化，如將多個孔的尺寸設(shè)為一致，各孔間的孔距也設(shè)為一致。

性能指標(biāo)考量

• 分配精度：指功分器將輸入信號的功率分配到各個輸出端口的準(zhǔn)確性，分配精度越高，功分器的性能越好。

• 插入損耗：指功分器在傳輸電磁波時產(chǎn)生的損耗，插入損耗越小，功分器的性能越好。

• 隔離度：端口隔離度越高，相互影響越小。例如，Wilkinson功分器通常隔離度較高（20~30dB），而電阻功分器隔離度較低。

• 回波損耗：公共端口回波損耗是衡量功分器性能的重要指標(biāo)之一，回波損耗越小，說明功分器的輸入匹配越好。

加工與測試

• 加工：根據(jù)仿真優(yōu)化后的尺寸對模型進(jìn)行加工，為增加加工精度，可采用特定方式進(jìn)行加工。例如，以波導(dǎo)寬邊的中心點(diǎn)為剖面，將耦合器分為兩個部分進(jìn)行加工；為減少插損并綜合成本考慮，可將加工材料的表面鍍銀。

• 測試：對加工好的功分器進(jìn)行指標(biāo)測試，并將測試結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對比。例如，測試功分器的輸入回波損耗、輸出端口隔離度、插損等指標(biāo)，分析造成測試結(jié)果與仿真結(jié)果存在差距的原因，如加工誤差、腔體的光潔度不夠、仿真軟件的原因或參數(shù)設(shè)置問題等。

優(yōu)化改進(jìn)

針對測試中發(fā)現(xiàn)的問題，對功分器進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。例如，在后續(xù)的設(shè)計中，考慮在開孔處加入調(diào)諧螺釘，加強(qiáng)性能的可調(diào)性。