基于ADS软件的卫星动中通收发系统微带双工器的设计仿真实验研究

摘 要：卫星通讯“动中通”收发系统微带双工器具有尺寸小、成本低、易于集成等优点,使用该双工器配合单路旋转关节,可以替代体积大,价格昂贵的双路旋转关节。本文通过建立双工器的ADS软件模型,对其进行了仿真,实验研究。文章利用ADS进行了双工器模型的构建,对所构建的模型进行了性能评价分析,分析了可行性方案,设计和仿真了各个模块的性能指标,并对制作的模型电路进行了测试。

基于ADS软件的卫星"动中通"收发系统微带双工器的设计仿真实验研究

梁玭

（陕西事易达电子科技有限公司，西安710068）

radarmw@

摘

要：卫星通讯“动中通”收发系统微带双工器具有尺寸小、成本低、易于集成等优点，使用该双工器配合单路旋转关节，可以替代体积大，价格昂贵的双路旋转关节。本文通过建立双工器的ADS软件模型,对其进行了仿真,实验研究。文章利用ADS进行了双工器模型的构建，对所构建的模型进行了性能评价分析，分析了可行性方案，设计和仿真了各个模块的性能指标，并对制作的模型电路进行了测试。

关键词：卫星通讯，动中通，双工器，ADS，仿真

ADSsoftware,satellite-based"movingcommunications"TransceiverSystemMicrostripDiplexerdesignsimulationstudy

liangPin

（ShaanxiEasedoneElectronicTechnology.LTD,Xi’an710068）

Abstract:Thesatellitecommunication“movingcommunications”hastheadvantagesofthesizeofrevolvingjointmaysubstitutethebulkyoflargesize,andthepremiumprice

thereceivinganddispatching

systemmicrostripdiplexertobesmall,Low-cost,ingthisdiplexercoordinationsingle-channel

two-circuitrevolvingjoint.Thisarticlethroughthe

establishmentdiplexeradvertisementsoftwaremodel,hascarriedonthesimulationtoit,theexperimentalstudy.TheArticleusingaDiplexeradsmodel,builtonthemodelperformanceevaluationanalysisofthefeasibilityplan,designandsimulationofeachmodule'sperformanceindicators,andtheproductionofthemodelcircuit.Keywords:satellite,movingcommunications,Diplexer,ADS,simulation

1引言

卫星通信目前我国已研制出可移动的卫星通讯终端和接收型的“动中通”终端系统，可广泛用于汽车，火车，轮船等运动体，可实时跟踪同步通讯卫星，但收发双工型“动中通”终端系统尚属国内空白。

2系统介绍

该“动中通”系统采用LNB变频以后下传的、为了减轻转台的载荷，发射功放下置的方式，系统技术指标及要求:

(1)下行信号IfLBandIf:L±0.25GHzP≤-10dBm

(2)上行信号KuBandRf:Ku±0.25GHzP≥48dBm(3)通道插损ILRf≤0.5dBILIf≤1.0dB(4)通道隔离ISO≥65dB

3模型的特性分析

首先我们根据频率、指标特性确定选择方案模型，由于IF与RF频率相差甚远，可以将其分解设计，所以方案采用RF通道高通滤波，IF通道低通滤波的分解设计方式，2个通道之间采用LC低通滤波电路相连接的方式，使用ADS软件建立电路模型，电路

1

摘 要：卫星通讯“动中通”收发系统微带双工器具有尺寸小、成本低、易于集成等优点,使用该双工器配合单路旋转关节,可以替代体积大,价格昂贵的双路旋转关节。本文通过建立双工器的ADS软件模型,对其进行了仿真,实验研究。文章利用ADS进行了双工器模型的构建,对所构建的模型进行了性能评价分析,分析了可行性方案,设计和仿真了各个模块的性能指标,并对制作的模型电路进行了测试。

模型如图-1，并对其系统的可行性进行了仿真，仿真结果满足技术指标要求，可以采用该模型方案设计，电路模型仿真结果如图

-2.

图1

电路模型

图2电路模型仿真结果

基板的选择,根据频率,功率容量及现有材料,选择Er=2.65,H=1.0的低损耗聚四氟乙烯材料.

3.1高通滤波器的特性分析、设计及仿真RF通道的特点是低插损，高功率。如果在此频率设计微带的高通滤波器很难满足低插损的要求，经过分析，RF通道高通滤波器采用交指电容的方式设计，由于电容很小,高频率可以小插损的传输,但是相对于IF通道低频阻抗很大,相当于开路,可以起到隔离的作用.设计时将高通滤波交指电容的匹配频率设计到Ku波段，这样既保证RF通道Ku波段的低插损，又能保证IF通道L波段与RF通道Ku波段具有隔离性。设计高通电容电路参数如图-3，电路仿真结果如图-4

所示。

2

图3

高通电容电路

图4高通电容电路仿真结果

3.2低通滤波器的特性分析、设计及仿真①IF通道低通滤波器采用微带高低阻抗线的电路形式设计。

IF通道低通滤波器的频率设计不能像普通低通滤波器那样，如果设计L波段低通滤波器，那十几个倍频的Ku波段会形成寄生通带，根本没法隔离，设计时需要将低通滤波器的通带频率设计到X波段附近，这样IF通道Ku波段隔离就能达到效果。设计低通滤波电路参数如图-5，电路仿真结果如图-6所示

。

图5低通滤波电路

摘 要：卫星通讯“动中通”收发系统微带双工器具有尺寸小、成本低、易于集成等优点,使用该双工器配合单路旋转关节,可以替代体积大,价格昂贵的双路旋转关节。本文通过建立双工器的ADS软件模型,对其进行了仿真,实验研究。文章利用ADS进行了双工器模型的构建,对所构建的模型进行了性能评价分析,分析了可行性方案,设计和仿真了各个模块的性能指标,并对制作的模型电路进行了测试。

图6低通滤波电路仿真结果

②IF通道微带线高低阻抗线低通滤波器在有限的尺寸不能满足隔离要求，所以考虑后面再加一级LC集总参数的低通滤波器作为补偿，以保证满足隔离要求。设计LC低通滤波电路参数如图-7，电路仿真结果如图-8

所示。

图7LC

低通滤波电路

图8LC低通滤波电路仿真结果

4双工器模型的设计仿真

双工器模型电路如图-9所示，各个模块的隔离分别在-33dB和-46dB,多级串联的时候,隔离该是他们之和-79dB,可是隔离却只有-48dB和-47dB,双工器PCB板电路仿真结果如图-10所示。

满足要求,ADS软件没有物理隔离模型，如果要实现高隔离度，必须依靠封装盒体的物理隔离才可以实现,既然模块的隔离度之和远大于指标值-65dB,那么双工器采用这些模块方案是完全可行的,保证能满足技术指标要求.由于频率很高,盒体的设

计也由为重要,采用机加工金属盒体,在三通和两级滤波器之间放置隔离板,来保证通道的隔离度.上盖为2mm的金属平板,来保证外界的干扰。盒体如图11

所示。

图10双工器电路仿真结果

分析原因,在这么高的频率时,电路的隔离已经

不能

图11

双工器盒体

图9双工器电路模型PCB板

5结论

本文采用基于ADS软件的双工器模型的构建和性能仿真,实验研究。介绍了利用ADS软件进行双工器模型的构建，对所构建的模型进行了可行性方案分析，设计、仿真的详细过程，并利用ADS软件制作了该模型的PCB电路，交付电路板光绘制作后测

3

摘 要：卫星通讯“动中通”收发系统微带双工器具有尺寸小、成本低、易于集成等优点,使用该双工器配合单路旋转关节,可以替代体积大,价格昂贵的双路旋转关节。本文通过建立双工器的ADS软件模型,对其进行了仿真,实验研究。文章利用ADS进行了双工器模型的构建,对所构建的模型进行了性能评价分析,分析了可行性方案,设计和仿真了各个模块的性能指标,并对制作的模型电路进行了测试。

试，插损指标满足技术要求，隔离度优于技术指标要求,典型值可达-74dB,电路测试结果如图-12

所示。

致谢

感谢在方案设计中给予指导的李知新研高工。

参考文献

[1][2]

微带电路清华大学微带电路编写组社1976年.

现代微波滤波器的结构与设计甘本祓、吴万春科学出版社

1974

人民邮电出版

[3]微波带状线设计参考资料李知新编电子动态编辑部

出版社1973年.

图12双工器测试结果

作者简介：梁玭，男，工程师，主要研究领域为微波电路、微波天线、微波系统组件、雷达接收机前端、虚拟仪器与测量等。

4

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/n3sm.html