一種通用超寬頻帶波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換的設(shè)計和HFSS仿真

    根據(jù)設(shè)計方案制作加工了BJ40 和BJ120 兩種口徑的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換，使用Agilent E8363C 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行器件的測試，完成對仿真結(jié)果的驗證。

    所加工的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換實物如下圖： 

圖7 BJ40 口徑波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換實物

圖8 BJ120 口徑波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換實物

    加工的兩種波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換如圖9 與圖10 所示：

圖9 BJ40 口徑波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換測試結(jié)果

圖10 BJ120 口徑波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換測試結(jié)果

    BJ40口徑測試頻段為3.4GHz～4.8GHz，測試結(jié)果優(yōu)于-28dB，BJ120 口徑測試頻段為9.5GHz～15GHz，測試結(jié)果在絕大部分頻段優(yōu)于-21dB。

    2.5 誤差分析

    從測試結(jié)果可以看出，BJ40 口徑的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換實測結(jié)果與仿真曲線符合得很好，而BJ120 口徑的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換實測結(jié)果與仿真曲線有一定差別。這是由于實驗用的BJ120 口波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換采用SFT-50-2-1 的半鋼同軸電纜外皮作為探針加粗部分，而非專門加工制成，焊接后探針實際尺寸與仿真尺寸有一定的差異，對器件駐波特性影響較大。通過實際裝配調(diào)試，可以看出波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換的裝配工藝水平會對器件的電氣性能有直接影響，裝配精度越高， 實測的結(jié)果與仿真結(jié)果符合度越好。工作頻段越高，對器件的加工、裝配工藝的精度要求越高。

    3.結(jié)論

    本文依據(jù)現(xiàn)有的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換和波導(dǎo)理論，結(jié)合工程實踐，提出了一種能覆蓋矩形波導(dǎo)常用口徑型號的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換，并利用HFSS 仿真軟件對工程設(shè)想進(jìn)行有效的設(shè)計和優(yōu)化，達(dá)到了令人滿意的效果。該形式波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換工作帶寬基本超過40％，絕大部分頻段回波損耗優(yōu)于-25dB，具有良好的工作特性，并且結(jié)構(gòu)簡單，無需過多的組裝和調(diào)試，具有很強(qiáng)的工程實用特性。

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