优化设计的同轴腔双工器：1.95GHz与2.14GHz滤波器实现

双工器设计是微波通信系统中不可或缺的关键部件，它在现代通信设备中扮演着至关重要的角色，确保在同一系统中实现频率复用和双向通信。本文主要探讨的是基于交叉耦合的同轴腔双工器设计，这种设计方法在通信系统中具有较高的实用价值。 首先，双工器通常由两个带通滤波器和一个分支接头组成，滤波器负责在发射和接收信号时提供独立的通带，而分支接头则允许信号在两个通道间切换。设计方法有多种，如先设计滤波器再优化接头或反之，本文采用了后者，即先设计两个中心频率分别为1.95GHz和2.14GHz的同轴腔体滤波器，这两个滤波器通过T型接头并联，形成双工器。 同轴腔滤波器的设计至关重要，它可以通过调整同轴腔谐振器间的耦合方式（如开孔或探针）来实现带通特性。通过改变耦合电感或电容的大小，可以实现窄带滤波，控制传输零点的位置。此外，还可以通过调整内外导体尺寸平衡无载Q值、功率容量和体积。当考虑电容加载时，滤波器的体积可以显著减小，体现出同轴腔广义Chebyshev滤波器的优越性能，包括小型化、窄带宽、矩形系数高和功率容量大。 针对双工器的指标，文章提出的要求是中心频率分别为1.95GHz和2.14GHz，带宽均为60MHz，且在带内需有至少20dB的回波损耗。为了提高隔离度，设计者采用了广义Chebyshev滤波器，使得两个滤波器在中心频率附近设置传输零点，以避免相互干扰。例如，1.95GHz滤波器的两个传输零点分别设在2.05GHz和2.14GHz，2.14GHz滤波器的传输零点则设在2.085GHz。 设计过程中，利用微波CAD软件对T型接头进行优化，目标是减小非相邻腔体滤波器之间的相互影响，提升隔离度，从而保证双工器整体性能的稳定性和有效性。文中提供了实际的仿真和测量结果，展示了设计方法的有效性。 总结来说，本文介绍了双工器设计中的关键要素，包括同轴腔滤波器的设计原理、参数选择以及如何通过T型接头实现双通道的协同工作。这种设计方法在满足通信系统需求的同时，也体现了微波电路设计的技术挑战和创新思维。