一種雙定向耦合濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種雙定向耦合濾波器，所述雙定向耦合濾波器包括雙定向耦合器和濾波器，所述濾波器的輸入接雙定向耦合器的輸出信號(hào)，所述雙定向耦合器和濾波器為一體結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型將雙定向耦合器與濾波器做一體化設(shè)計(jì)，省去了兩個(gè)模塊間的連接器及連接電纜，大大降低了傳輸中的功率損耗。
【專利說(shuō)明】
一種雙定向耦合濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及雷達(dá)發(fā)射及天饋系統(tǒng)，具體涉及一種雙定向耦合濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]在雷達(dá)發(fā)射及天饋系統(tǒng)中，需要耗費(fèi)巨大成本及資源將信號(hào)放大至千瓦級(jí)，而在發(fā)射機(jī)輸出至雷達(dá)天線的饋線傳輸過(guò)程中損耗高達(dá)3dB以上，半數(shù)的能量耗散在饋線上，大大降低了雷達(dá)的探測(cè)距離。所以在保證系統(tǒng)其他指標(biāo)的前提下，最大程度減小饋線損耗是雷達(dá)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展方向之一。
[0003]定向耦合器和濾波器在系統(tǒng)中起著重要的作用。定向耦合器是微波設(shè)備與系統(tǒng)中用于功率提取、以便進(jìn)行測(cè)量的微波元件，尤其在微波高功率設(shè)備的測(cè)量和指示電路中應(yīng)用廣泛。而性能良好的濾波器能充分利用頻率資源、擴(kuò)充系統(tǒng)容量、抑制帶外信號(hào)的干擾。
[0004]在單脈沖二次雷達(dá)的天饋系統(tǒng)中，從發(fā)射機(jī)輸出的信號(hào)，需要通過(guò)雙向耦合器分別耦合出前向和反射兩部分信號(hào)，送到發(fā)射監(jiān)控分機(jī)做檢測(cè)。前向檢測(cè)信號(hào)用來(lái)判定發(fā)射機(jī)輸出功率的大小，反射信號(hào)用來(lái)判定由于饋線傳輸信號(hào)失配，導(dǎo)致的回波損耗，從而計(jì)算出發(fā)射功率的損失。濾波器在這里緊連耦合器，其功能是濾除大功率信號(hào)中的雜波，使得指定帶寬內(nèi)信號(hào)低損耗通過(guò)。在系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的功率較高的場(chǎng)合，對(duì)功率損耗的要求尤其嚴(yán)格。但是，目前的雙定向耦合器和濾波器的結(jié)構(gòu)功率損耗較大，不符合系統(tǒng)對(duì)功率損耗的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種功率損耗比較小的雙定向耦合器和濾波器的結(jié)構(gòu)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種雙定向耦合濾波器，所述雙定向耦合濾波器包括雙定向耦合器和濾波器，所述濾波器的輸入接雙定向耦合器的輸出信號(hào)，所述雙定向耦合器和濾波器為一體結(jié)構(gòu)。
[0007]本實(shí)用新型將雙定向耦合器與濾波器做一體化設(shè)計(jì)，省去了兩個(gè)模塊間的連接器及連接電纜，大大降低了傳輸中的功率損耗。
[0008]優(yōu)選的，所述雙定向耦合器為雙向空氣帶線耦合器。
[0009]優(yōu)選的，所述濾波器為同軸腔結(jié)構(gòu)濾波器。
[0010]進(jìn)一步的，所述雙向空氣帶線親合器包括:
[0011]主線，所述主線包括第一端和第二端，所述第一端為信號(hào)輸入端，所述第二端為信號(hào)輸出端；
[0012]第一副線，所述第一副線包括第三端和第四端，所述第三端為正向檢測(cè)端口，所述第四端為第一隔離口，接50歐姆負(fù)載；
[0013]第二副線，所述第二副線包括第五端和第六端，所述第五端為第二隔離口，接50歐姆負(fù)載，所述第六端為負(fù)向檢測(cè)端口。
[0014]進(jìn)一步的，所述濾波器包括兩個(gè)諧振腔和設(shè)置于其間的耦合窗口，所述諧振腔內(nèi)分別設(shè)置有諧振桿，所述諧振桿為中空結(jié)構(gòu)，所述諧振桿及耦合窗口內(nèi)均設(shè)有調(diào)諧螺釘。
[0015]優(yōu)選的，所述諧振桿的頂端為圓盤結(jié)構(gòu)。
[0016]優(yōu)選的，位于諧振桿內(nèi)的所述調(diào)諧螺釘?shù)谋砻鏋楣饣砻妗?br>[0017]優(yōu)選的，所述調(diào)諧螺釘?shù)耐獗砻媾c諧振桿內(nèi)壁之間的距離為2mm。
[0018]優(yōu)選的，所述雙定向耦合器和濾波器的材質(zhì)為銅。
[0019]優(yōu)選的，所述雙定向耦合濾波器的工作頻段為L(zhǎng)波段。
[0020]綜上所述，本實(shí)用新型功率容量高、損耗低，且結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，便于小型化設(shè)
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【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的雙定向耦合器的仿真結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的濾波器的仿真結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的輸入輸出口駐波仿真結(jié)果圖；
[0025]圖5是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的各端口損耗仿真結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0027]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種雙定向耦合濾波器，所述雙定向耦合濾波器包括雙定向耦合器10和濾波器20，所述濾波器20的輸入接雙定向耦合器10的輸出信號(hào)，所述雙定向耦合器10和濾波器20為一體結(jié)構(gòu)。
[0028]本實(shí)用新型將雙定向耦合器與濾波器做一體化設(shè)計(jì)，省去了兩個(gè)模塊間的連接器及連接電纜，大大降低了傳輸中的功率損耗。且結(jié)構(gòu)更加緊湊、體積更小。
[0029]進(jìn)一步的，在本實(shí)用新型的某些優(yōu)選的實(shí)施例中，所述雙定向耦合器10為雙向空氣帶線耦合器。具體的，請(qǐng)參照?qǐng)D2，其中一些優(yōu)選的實(shí)施例中，所述雙向空氣帶線耦合器的耦合桿包括一條主線和兩條副線。所述主線12包括第一端portl和第二端port2，其中一條副線11包括第三端口01^3和第四端口01^4，另一條副線13包括第五端口01^5和第六端口01^6。port I和port2是信號(hào)的輸入輸出直通端，從port2輸出的信號(hào)進(jìn)入濾波器，port3和port6為30dB的弱耦合口，接SMA連接器，作為正向檢測(cè)和反向檢測(cè)端口，port4和port5為兩個(gè)隔離口，接50歐姆負(fù)載。輸入信號(hào)由portl進(jìn)入雙定向耦合器10，絕大部分能量經(jīng)由中間主線到達(dá)雙定向親合器10的port2，千分之一的能量親合入正向port3，檢測(cè)發(fā)射機(jī)輸入功率，而由于饋線信號(hào)失配引起的回波損耗，同樣會(huì)有千分之一的能量進(jìn)入port6，用以計(jì)算發(fā)射機(jī)損失的功率。在實(shí)際應(yīng)用中，雙定向耦合器的工作頻率決定了耦合桿長(zhǎng)度L的大小，耦合度決定了耦合桿之間的距離S。
[0030]優(yōu)選的，在本實(shí)用新型的某些實(shí)施例中，所述濾波器20為同軸腔結(jié)構(gòu)濾波器。具體的，請(qǐng)參照?qǐng)D3，所述濾波器20由同軸腔體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，節(jié)數(shù)N=2，兩諧振腔間設(shè)置耦合窗口26，耦合窗口 26上設(shè)置調(diào)諧螺釘b22，這樣可以增加濾波器20的帶寬。所述諧振腔內(nèi)分別設(shè)置有第一諧振桿24和第二諧振桿25，所述第一諧振桿24和第二諧振桿25為中空結(jié)構(gòu)，所述第一諧振桿24和第二諧振桿25內(nèi)分別設(shè)有調(diào)諧螺釘a21和調(diào)諧螺釘c23。其中，第一探針27接收來(lái)自雙定向耦合器10的信號(hào)，第二探針28作為濾波器20的輸出端?？蛇x的，所述濾波器20的傳輸特性逼近切比雪夫函數(shù)，所述調(diào)諧螺釘b22為容性調(diào)諧螺釘。
[0031]在實(shí)際實(shí)施時(shí)，濾波器20的各部分物理結(jié)構(gòu)，例如調(diào)諧螺釘a21的長(zhǎng)度L1、調(diào)諧螺釘b22的長(zhǎng)度L2、調(diào)諧螺釘c23的長(zhǎng)度L3等可以根據(jù)濾波器20的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求確定。其中，L2和L3可選擇諧振桿內(nèi)電場(chǎng)最強(qiáng)處。
[0032]進(jìn)一步的，在本實(shí)用新型的某些優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一諧振桿24和第二諧振桿25的頂端為圓盤結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)可以減小諧振桿的長(zhǎng)度，從而進(jìn)一步減小濾波器的體積。
[0033]進(jìn)一步的，在本實(shí)用新型的某些優(yōu)選實(shí)施例中，所述調(diào)諧螺釘位于諧振桿內(nèi)的部分表面為光滑表面。將調(diào)諧螺釘深入腔體內(nèi)部的部分洗成光桿，可以增加濾波器的功率容量。為了進(jìn)一步增加功率容量，結(jié)構(gòu)上還可以做如下改進(jìn)，例如腔體內(nèi)部所有棱角均導(dǎo)成圓角，光桿頂端導(dǎo)成圓角，腔體內(nèi)部保持干凈無(wú)異物等。
[0034]進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D3，在本實(shí)用新型的某些優(yōu)選實(shí)施例中，所述調(diào)諧螺釘?shù)耐獗砻媾c諧振桿內(nèi)壁之間的距離L4為2_。該耦合濾波器應(yīng)用于大功率的場(chǎng)合容易打火，因此調(diào)諧螺釘與諧振桿內(nèi)壁的距離L4不可太小。
[0035]可選的，所述雙定向耦合器和濾波器的材質(zhì)為銅，所述雙定向耦合濾波器的工作頻段為L(zhǎng)波段。材質(zhì)均選為銅，可以增加散熱效果。
[0036]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型主要應(yīng)用在單脈沖二次雷達(dá)的天饋系統(tǒng)中，尤其適用于發(fā)射機(jī)功率較高的場(chǎng)合。但并不限于單脈沖二次雷達(dá)的天饋系統(tǒng)，本實(shí)用新型同樣廣泛應(yīng)用于相控陣?yán)走_(dá)、通信機(jī)、天饋系統(tǒng)等微波設(shè)備中。
[0037]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例相比以前雙定向耦合器和濾波器級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，功率損耗可以降低0.8dB-ldB。即當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出功率2500W時(shí)，至少可以減少420W的能量損失。同時(shí)功率容量更大，最多可承受2000W的功率。并且駐波性能良好、體積小、散熱好、成本低。
[0038]如圖4所示，在工作頻帶(L波段)內(nèi)各個(gè)端口的駐波，帶內(nèi)駐波均優(yōu)于20dB。
[0039]如圖5所示，在工作頻帶(L波段)內(nèi)主線輸出口損耗小，接近O，耦合端口的耦合度為30dB。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙定向耦合濾波器，其特征在于，所述雙定向耦合濾波器包括雙定向耦合器和濾波器，所述濾波器的輸入接雙定向耦合器的輸出信號(hào)，所述雙定向耦合器和濾波器為一體結(jié)構(gòu);所述雙定向耦合器為雙向空氣帶線耦合器，所述雙向空氣帶線耦合器包括: 主線，所述主線包括第一端和第二端，所述第一端為信號(hào)輸入端，所述第二端為信號(hào)輸出立而; 第一副線，所述第一副線包括第三端和第四端;所述第三端為正向檢測(cè)端口；所述第四端為第一隔離口，接50歐姆負(fù)載； 第二副線，所述第二副線包括第五端和第六端;所述第五端為第二隔離口，接50歐姆負(fù)載;所述第六端為負(fù)向檢測(cè)端口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙定向耦合濾波器，其特征在于，所述濾波器為同軸腔結(jié)構(gòu)濾波器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙定向耦合濾波器，其特征在于，所述濾波器包括兩個(gè)諧振腔和設(shè)置于其間的耦合窗口，所述諧振腔內(nèi)分別設(shè)置有諧振桿，所述諧振桿為中空結(jié)構(gòu)，所述諧振桿及耦合窗口內(nèi)均設(shè)有調(diào)諧螺釘。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙定向耦合濾波器，其特征在于，所述諧振桿的頂端為圓盤結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙定向耦合濾波器，其特征在于，位于諧振桿內(nèi)的所述調(diào)諧螺釘?shù)谋砻鏋楣饣砻妗?.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的雙定向耦合濾波器，其特征在于，所述調(diào)諧螺釘?shù)耐獗砻媾c諧振桿內(nèi)壁之間的距離為2mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙定向耦合濾波器，其特征在于，所述雙定向耦合器和濾波器的材質(zhì)為銅。
【文檔編號(hào)】H01P1/205GK205429122SQ201520660574
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日
【發(fā)明人】吳瑩瑩, 侯艷茹, 李霞, 高靜, 袁世濤
【申請(qǐng)人】安徽四創(chuàng)電子股份有限公司