Одним из наиболее распространённых устройств на основе запредельного волновода является полосовой фильтр. Для такого устройства характерна высокая степень подавления паразитных полос пропускания, что достигается без привлечения дополнительных устройств, применяемых в обычных волноводных СВЧ фильтрах и всегда влияющих на вносимые потери и отражение, а также меньшие габариты по сравнению с классическими вариантами селективного устройства. Но при всём при этом в ракетной, авиационной и космической технике как говорится места много не бывает. В связи с этим в данной работе была произведена попытка синтеза диплексёра на основе запредельного прямоугольного волновода, причём вход и выходы реализованы также в виде прямоугольного волновода. В статье “The Design of Evanescent Mode Waveguide Bandpass Filters for a Prescribed Insertion Loss Characteristic” предоставлен расчёт фильтра на основе запредельного волновода, но в полученных формулах отсутствует связь между расположением запредельного канала и регулярного и размерами синтезируемого фильтра, потому как в статье предполагается что запредельный участок (а по сути сам фильтр) будет стыковаться с регулярным волноводом точно по центру. Но для построения диплексёра этого не достаточно. В качестве основы начальной модели диплексёра были рассчитаны два трёхзвенных фильтра по методике изложенной в выше приведённой статье. Центральные частоты были выбраны 13,2 ГГц и 14 ГГц, расчётные полосы пропускания 350 МГц. Затухание при отстройке от края полосы пропускания не задавалось, т.к. количество резонаторов было выбрано равным трём. Расчётная величина пульсаций в полосе пропускания 0,1 дб. Сечение прямоугольных запредельных участков было выбрано 7,2х3,4 мм, а регулярного канала 16х8 мм.
Рисунок 1. Внешний вид диплексёра (сечение).
Рисунок 2. Анализируемая модель диплексёра.
Рисунок 3. АЧХ диплексёра в диапазоне 12-17 ГГц.
Рисунок 4. Ксв диплексёра.
В процессе моделирования было исследовано влияния геометрии диплексёра на его характеристики, в частности были получены полосы пропускания от 160 МГц до 500 МГц, на центральных частотах от 12 ГГц до 16 ГГц, при разных амплитудных пульсациях в полосе пропускания. ГВЗ в полосе пропускания данного диплексёра составило не более 10 нс. Ксв в полосе пропускания составило не более 2,2. Дальнейшее улучшение данного параметра возможно при использовании согласующих структур на входе и выходах диплексёра внутри регулярных волноводах что не увеличивает габариты устройства. Потери в полосе пропускания составили не более 1 дБ. Расхождение измерений и моделирования не более 5%. Предложенная конструкция, на сколько известно автору, ранее никем не реализовывалась.