Ku波段单片魔导器——采用金属增材制造技术制备的六边形波导

《IEEE Journal of Microwaves》：Ku-Band Monolithic Magic-T Using a Hexagonal Waveguide Fabricated by Metal Additive Manufacturing

　　

摘要：

本文介绍了一种基于六边形波导（HWG）的Ku波段Magic-T天线的设计与开发，该波导采用金属增材制造技术制造。与传统矩形波导（RWG）不同，本文选用了更适合金属增材制造的六边形波导，并推导出相应的分析公式以预测其多种电磁特性。为了拓宽单模工作带宽，提出了双脊六边形波导（DR-HWG）结构。同时，还设计并分析了基于六边形波导的并联电感及电容光圈结构，并将其应用于Magic-T天线的设计中。最终，成功制造出了基于Ku波段六边形波导的Magic-T天线，其中包括用于测量兼容性的波导转换接口。该天线在Ku波段全频范围内表现出优于18 dB的回波损耗和低于0.1 dB的插入损耗。在14.1–16.0 GHz频段内，其回波损耗低于15 dB，插入损耗低于0.3 dB，输出端口的隔离度超过43 dB，输入端口的隔离度超过20 dB。这些实验结果证实，所提出的六边形波导结构非常适合用于通过金属增材制造技术实现高性能的集成波导组件。