專利名稱：一種基于波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)諧振腔的多路波導(dǎo)合路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)諧振腔的多路波導(dǎo)合路器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及移動通信微波無源器件(濾波器、雙工器、合路器等)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)諧振腔的多路波導(dǎo)合路器。
背景技術(shù)：
[0002]隨著現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，人們對無線通信日益多樣化的需求推動了 GSM/CDMA/PHS/3G/WLAN等無線通信系統(tǒng)的發(fā)展，也帶動了微波毫米波通信技術(shù)日新月異的進(jìn)步。微波毫米波通信無源器件要求寬帶化、高性能，促使包括濾波器在內(nèi)的微波元器件的微型化、可集成化，應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生了各種結(jié)構(gòu)和性能的微波濾波器以滿足體積小、重量輕的要求。[0003]由于微波的頻率很高，所以在不太大的相對帶寬下，其可用的頻帶很寬。這意味這微波的信息容量大。所以現(xiàn)代多路通信系統(tǒng)，包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)，幾乎無例外地工作在微波頻段。另外，微波信號還可提供相位信息、極化信息、多普勒頻率信息。這在目標(biāo)探測、遙感、 目標(biāo)特征分析等應(yīng)用中是十分重要的。[0004]近年來隨著通信系統(tǒng)的發(fā)展以及微波技術(shù)領(lǐng)域中的微波集成電路技術(shù)和微波固體器件技術(shù)的發(fā)展，使得比較成熟的微波理論又有新的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在[0005]1、無源電路和有源電路的緊密結(jié)合，以滿足微波集成電路和微波單片集成電路(M MI C)系統(tǒng)的要求；[0006]2、寬帶微波電路理論的進(jìn)展和系統(tǒng)化；[0007]3、微波電路理論的有進(jìn)步擴(kuò)展，從線性擴(kuò)展到非線性、從頻域擴(kuò)展到時域；微波路與計算機(jī)、計算技術(shù)及相應(yīng)的數(shù)學(xué)理論相結(jié)合，以對其進(jìn)行計算、分析、綜合、優(yōu)化、模擬等。[0008]在所有的微波網(wǎng)絡(luò)中，微波濾波器是最常見的無源元件，是現(xiàn)代微波通信系統(tǒng)當(dāng)中的關(guān)鍵部件之一，其用途是抑制不需要的信號，而使所需要的信號順利通過。在微波、毫米波混頻器和信道收發(fā)器中帶通濾波器是不可缺少的電路元件。實用新型內(nèi)容[0009]本實用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，提供一種頻帶寬、結(jié)構(gòu)緊湊的基于波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)諧振腔的多路波導(dǎo)合路器。[0010]本實用新型的技術(shù)方案是[0011]多路波導(dǎo)合路器由置于金屬波導(dǎo)腔內(nèi)的第1、2、3單路波導(dǎo)濾波器級聯(lián)組成；[0012]所述的單路波導(dǎo)濾波器由金屬波導(dǎo)腔、諧振腔單元和耦合金屬片組成；[0013]諧振腔單元包括第1 6諧振腔單元；[0014]耦合金屬片包括第1 5耦合金屬片；[0015]在金屬波導(dǎo)腔內(nèi)，諧振腔單元和耦合金屬片依次交錯級聯(lián)。[0016]本實用新型的工作機(jī)理[0017]多路波導(dǎo)合路器由三個單路波導(dǎo)濾波器級聯(lián)組成；三個波導(dǎo)濾波器都置于金屬波導(dǎo)腔內(nèi)，信號單獨(dú)傳輸且相互隔離；[0018]單個波導(dǎo)濾波器由六個波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)的諧振腔單元及五個耦合金屬片交錯級聯(lián)實現(xiàn)；為實現(xiàn)波導(dǎo)多路信號輸出合路器工作頻帶寬、結(jié)構(gòu)尺寸小要求，采用開縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)諧振腔單元；兩個波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)的諧振腔單元實現(xiàn)串聯(lián)耦合電容，通過在諧振腔單元間加入耦合金屬片來加強(qiáng)級間耦合；諧振腔單元實現(xiàn)并聯(lián)電感，其結(jié)構(gòu)由六個部分組成分別為四個圓柱形金屬端接線、環(huán)形金屬腔及圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔。四個圓柱形金屬端接線結(jié)構(gòu)兩端分別與環(huán)形金屬腔和圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔鏈接并形成90度環(huán)形排列結(jié)構(gòu)實現(xiàn)短截線電感。[0019]實施的饋電方式是三個波導(dǎo)濾波器的饋電采用諧振腔單元間直接耦合的方法設(shè)計實現(xiàn)；通過波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)的諧振腔單元級聯(lián)實現(xiàn)多路信號耦合；中間波導(dǎo)濾波器的前級波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)諧振腔單元將微波信號引入，通過環(huán)形金屬腔將輸入信號直接偶合到另外兩個波導(dǎo)濾波器的饋電圓形波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)諧振腔單元。[0020]本實用新型具有下列優(yōu)點和積極效果[0021]1、頻帶寬，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，能實現(xiàn)多路信號輸出。[0022]2、對于產(chǎn)品設(shè)計、工藝預(yù)制、裝配和產(chǎn)品特殊指標(biāo)的實現(xiàn)具有較好優(yōu)勢[0023]①單一波導(dǎo)結(jié)構(gòu)通常可實現(xiàn)同一端口兩路信號輸出，本實用新型可實現(xiàn)同一端口多路信號輸出；[0024]②相比同一端口三路信號輸出通常需預(yù)制三種鍍銀銅線來實現(xiàn)，采用本實用新型設(shè)計只需預(yù)制一種鍍銀銅線或抽頭片，大大提高了裝配時鍍銀銅線預(yù)制效率；[0025]③同一端口三路信號輸出通常需裝配三種鍍銀銅線來實現(xiàn)，且在裝配過程中需保證三種鍍銀銅線壁距等嚴(yán)格工藝要求，一致性差，采用本實用新型只需裝配一種鍍銀銅線， 壁距易控制，大大提高了裝配效率，提高產(chǎn)品裝配一致性；[0026]④對于頻段相隔很近的多通路信號在同一端口串?dāng)_問題，可通過改結(jié)構(gòu)大大減[0027]3、適用于微波毫米波通信，包括在導(dǎo)航、制導(dǎo)、遙測遙控、衛(wèi)星通信、雷達(dá)系統(tǒng)、電子對抗系統(tǒng)、測試儀表等系統(tǒng)中都有著非常廣泛的具體應(yīng)用；達(dá)系統(tǒng)、電子對抗系統(tǒng)、測試儀表等系統(tǒng)中都有著非常廣泛的具體應(yīng)用，是不可缺少的重要的微波部件。


[0028]圖1是單路波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)方框圖；[0029]圖2是單路波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0030]圖3是單路波導(dǎo)濾波器的諧振腔單元的結(jié)構(gòu)視圖；[0031]圖4是單路波導(dǎo)濾波器的耦合金屬片的結(jié)構(gòu)示意圖；[0032]圖5是多路波導(dǎo)合路器的信號饋電的結(jié)構(gòu)視圖；[0033]圖6是多路波導(dǎo)合路器的結(jié)構(gòu)示意圖。[0034]圖中[0035]A-單路波導(dǎo)濾波器，[0036]A1、A2、A3_第1、2、3單路波導(dǎo)濾波器；[0037]B-多路波導(dǎo)合路器；[0038]00-金屬波導(dǎo)腔；[0039]10-諧振腔單元，[0040]11、12、13、14、15、16-第 1、2、3、4、5、6 諧振腔單元；[0041]1A、1B、1C、1D_第1、2、3、4圓柱形金屬端接線，[0042]IE-環(huán)形金屬腔，IF-圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔；[0043]20-耦合金屬片，[0044]21、22、23、24、25_ 第 1、2、3、4、5 耦合金屬片。
具體實施方式
[0045]
以下結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)說明[0046]一、單路波導(dǎo)濾波器A[0047]1、總體[0048]如圖1、圖2，單路波導(dǎo)濾波器A由金屬波導(dǎo)腔00、諧振腔單元10和耦合金屬片20 組成；[0049]諧振腔單元10包括第1 6諧振腔單元11、12、13、14、15、16 ；[0050]耦合金屬片20包括第1 5耦合金屬片21、22、23、24、25 ；[0051]在金屬波導(dǎo)腔00內(nèi)，諧振腔單元10和耦合金屬片20依次交錯級聯(lián)，即[0052]第1諧振腔單元11、第1耦合金屬片21、第2諧振腔單元12、第2耦合金屬片 22、……第5諧振腔單元15、第5耦合金屬片25、第6諧振腔單元16依次交錯級聯(lián)。[0053]2、功能塊[0054]0)金屬波導(dǎo)腔00[0055]金屬波導(dǎo)腔00的結(jié)構(gòu)為圓柱金屬腔，諧振腔單元10和耦合金屬片20置于金屬波導(dǎo)腔00內(nèi)。[0056]1)諧振腔單元10[0057]如圖2、圖3，諧振腔單元10是一種圓波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)，為圓形銅腔，由第1、2、3、4圓柱形金屬端接線1A、IB、1C、1D，環(huán)形金屬腔IE和圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔IF組成；[0058]第1、2、3、4圓柱形金屬端接線1A、1B、1C、1D在環(huán)形金屬腔IE和圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔 IF中間形成90度環(huán)形排列結(jié)構(gòu)。[0059]第1圓柱形金屬端接線IA將輸入信號引入并通過環(huán)形金屬腔IE實現(xiàn)將信號引入另一路單路波導(dǎo)濾波器A，通過與圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔IF連接實現(xiàn)將信號通過耦合將微波信號傳播；[0060]第2圓柱形金屬端接線IB —端與圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔IF連接，另一端與環(huán)形金屬腔 IE連接實現(xiàn)短截線電感；[0061]第3圓柱形金屬端接線IC 一端與圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔IF連接，另一端與環(huán)形金屬腔 IE連接實現(xiàn)短截線電感；[0062]第4圓柱形金屬端接線ID將輸入信號引入并通過環(huán)形金屬腔IE實現(xiàn)將信號引入另一路波導(dǎo)合路器，通過與圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔IF連接實現(xiàn)將信號通過耦合將微波信號傳播。[0063]2)耦合金屬片20[0064]如圖2、圖4，耦合金屬片20為一種圓形銅片，用于加強(qiáng)波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)的諧振腔單元10間的耦合。[0065]二、多路波導(dǎo)合路器B[0066]如圖1 圖6，多路波導(dǎo)合路器B由置于金屬波導(dǎo)腔00內(nèi)的第1、2、3單路波導(dǎo)濾波器Al、A2、A3級聯(lián)組成；[0067]前述，單路波導(dǎo)濾波器A分別由6個波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)的諧振腔單元10串聯(lián)實現(xiàn)，波諧振腔單元10通過耦合金屬片20來加強(qiáng)耦合；[0068]第1、2、3單路波導(dǎo)濾波器A1、A2、A3都置于空氣金屬波導(dǎo)腔00內(nèi)，信號單獨(dú)傳輸且相互隔離；[0069]第2單路波導(dǎo)濾波器A2位于多路波導(dǎo)合路器B的中間，將輸入微波信號引入；[0070]第1單路波導(dǎo)濾波器Al位于多路波導(dǎo)合路器B的左側(cè)，通過與第2單路波導(dǎo)濾波器A2直接耦合將微波信號引入；[0071]第3個波導(dǎo)濾波器A3位于多路波導(dǎo)合路器B的右側(cè)，通過與第2單路波導(dǎo)濾波器 A2直接耦合將微波信號引入。[0072]工作過程如下[0073]三個第1諧振腔單元11分別為多路波導(dǎo)合路器B的第1、2、3波導(dǎo)濾波器A1、A2、 A3的前級諧振腔單元，多路波導(dǎo)合路器B的信號饋電由三個前級諧振腔單元11間直接耦合實現(xiàn)；[0074]第2波導(dǎo)濾波器A2將輸入信號引入到多路波導(dǎo)合路器B。[0075]第2波導(dǎo)濾波器A2的諧振腔單元10通過圖3所示環(huán)形金屬腔IE直接耦合分別將信號傳入多路波導(dǎo)合路器B的第1、3個波導(dǎo)濾波器Al、A3的前級諧振腔單元10實現(xiàn)將一路信號多路信號輸出，并可實現(xiàn)信號間的隔離。
權(quán)利要求1.一種基于波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)諧振腔的多路波導(dǎo)合路器，其特征在于多路波導(dǎo)合路器(B)由置于金屬波導(dǎo)腔(00)內(nèi)的第1、2、3單路波導(dǎo)濾波器(A1、A2、A3)級聯(lián)組成；所述的單路波導(dǎo)濾波器(A)由金屬波導(dǎo)腔(00)、諧振腔單元(10)和耦合金屬片(20)組成；諧振腔單元(10)包括第1 6諧振腔單元(11、12、13、14、15、16)；耦合金屬片(20)包括第1 5耦合金屬片(21、22、23、M、25)；諧振腔單元(10)和耦合金屬片(20)依次交錯級聯(lián)。
2.按權(quán)利要求1所述的一種基于波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)諧振腔的多路波導(dǎo)合路器，其特征在于所述的諧振腔單元(10)是一種圓波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)，為圓形銅腔，由第1、2、3、4圓柱形金屬端接線(1A、IB、1C、1D)，環(huán)形金屬腔(1E)和圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔(1F)組成；第1、2、3、4圓柱形金屬端接線(1A、1B、1C、1D)在環(huán)形金屬腔(IE)和圓柱形內(nèi)導(dǎo)體腔(IF)中間形成90度環(huán)形排列結(jié)構(gòu)。
3.按權(quán)利要求1所述的一種基于波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)諧振腔的多路波導(dǎo)合路器，其特征在于所述的耦合金屬片(20)為一種圓形銅片。
專利摘要本實用新型公開了一種基于波導(dǎo)縫隙結(jié)構(gòu)諧振腔的多路波導(dǎo)合路器，涉及移動通信微波無源器件。本實用新型由置于金屬波導(dǎo)腔內(nèi)的第1、2、3單路波導(dǎo)濾波器級聯(lián)組成；所述的單路波導(dǎo)濾波器由諧振腔單元和耦合金屬片組成；諧振腔單元包括第1～６諧振腔單元；耦合金屬片包括第1～5耦合金屬片；諧振腔單元和耦合金屬片依次交錯級聯(lián)。本實用新型頻帶寬、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，能實現(xiàn)多路信號輸出；對于產(chǎn)品設(shè)計、工藝預(yù)制、裝配和產(chǎn)品特殊指標(biāo)的實現(xiàn)具有較好優(yōu)勢適用于微波毫米波通信。
文檔編號H01P1/213GK202333086SQ20112046953
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者萬豐, 王志勇 申請人:武漢虹信通信技術(shù)有限責(zé)任公司