本实用新型专利技术涉及一种ku频段紧凑型波导双工器，属于电子通信领域。该器件广泛用于天线的馈电系统中，作用是将一个公共通道分成不同频率的且具有一定隔离度的两个通道。本实用新型专利技术双工器的高频通道(14.0～14.5GHz)滤波器采用自谐振膜片和短路支节相结合的技术，大大缩短了器件的长度，低频通道(12.25～12.75GHz)滤波器采用的波纹波导滤波器技术，使整个双工器具有良好的插入损耗特性和较高的隔离度；T型接头的公共端口增加谐振窗的设计，保证了本双工器在两个频段都具有良好的回波损耗。本实用新型专利技术整体长度不超过10cm，大大低于该频段的常规波导双工器，且结构简单，加工方便，不需要调试。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种波导双工器，属于电子
技术介绍
波导双工器广泛应用于天线馈电系统中，作用是将一个公共通道分成不同频率的且具有一定隔离度的两个通道。在小口径低剖面天线系统中，由于结构空间有限，分频双工器的设计非常重要。常规的波导双工器通常采用半波长谐振腔形式的滤波器，虽然性能上可以达到不错的指标，但由于每个滤波器往往需要六个以上的谐振腔，使得双工器的总长度过长，在ku频段往往设计在15～20cm或以上，给天线馈电系统的排布造成了困难。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种ku频段的紧凑型波导双工器，解决了现有ku频段波导双工器体积过大的问题。本技术的技术方案是：一种ku频段紧凑型波导双工器，包括一个通带为12.25～12.75GHz的低通滤波器、一个通带为14～14.5GHz的带通滤波器和一个E面T型接头，且上述两个滤波器处在一条直线上；低通滤波器采用标准的BJ120波导接口，即宽边为19.05mm，窄边为9.525mm，滤波部分由8对共16个电容膜片级联构成，电容膜片的厚度都采用1mm，宽度为19.05mm，中间的6对膜片上下距离均为2.97mm，两端的2对膜片的上下距离都为4.67mm；每组膜片同与其相连的波导构成一个波纹单元，波导夹在两个相邻膜片的中间，形成一个凹槽，槽深从左到右依次为5.73mm、6.04mm、6.28mm、6.28mm、6.28mm、6.04mm、5.73mm，槽宽从左到右依次为2.13mm、1.77mm、1.6mm、1.6mm、1.6mm、1.77mm、2.13mm；带通滤波器采用标准的BJ120波导接口，滤波部分由11个中心处开有矩形谐振窗的膜片级联构成，膜片的厚度都采用1mm，宽度即为波导的宽边19.05mm，高度比波导窄边9.525mm略大，分别为11mm、11.55mm、11.55mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.55mm、11.55mm、10.5mm，其上的矩形谐振窗的宽度都相同，均为10.56mm，膜片的间距分别为2.9mm、2.8mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.63mm、5.04mm，因此整个带通滤波器的总长小于40mm。E面T型接头内加入高2.1mm、宽7.32mm的三角形匹配块，位于端口A下方波导内壁上，所述端口A位于低通滤波器和带通滤波器之间，端口A上设置有长宽为12.1×7.5mm、厚度为1mm的谐振窗。本技术与现有技术相比的优点在于：1、本技术采用了两种具有较好带外抑制的波导滤波器从而可提供有效的分频功能和较高的端口隔离度，可以广泛应用到有分频需求的天线馈电系统中。2、本技术采用的波纹波导滤波器技术以及自谐振膜片和短路支节相结合的技术使得整个双工器总长度大大缩短，缩小了其在低剖面动中通天线的馈电系统中占用的空间；同时其结构简单，加工装配方便；因为采用全金属结构，损耗较小。3、本技术采用的E面T型接头以及输入端口上谐振窗的设计使得整个双工器在收发频段都达到了良好的匹配效果，驻波小于1.1。附图说明图1是本技术提供的一种ku频段紧凑型波导双工器结构的剖面示意图。图2是本技术提供的一种ku频段紧凑型波导双工器的仿真结果。具体实施方式本实施例给出的一种ku频段紧凑型波导双工器，用于天线的馈电系统中。如图1所示，本实施例由中心频率为12.5GHz的低通滤波器1，中心频率为14.25GHz的带通滤波器2，E面T型接头3组成。本实施例输入端口A和输出端口B、端口C都为BJ120标准矩形波导口。工作时，12.25～12.75GHz的收频信号只能通过端口A-端口B通道，14.0～14.5GHz的发频信号只能通过端口A-端口C通道，因而该三端口器件具备分频功能。本实施例中低通滤波器1采用了波纹波导滤波器技术，该种形式的滤波器结构紧凑，带内回波损耗低，带外抑制高。由于波纹滤波器中膜片间的距离非常近，在不连续处所激励起的高次模在相邻膜片处没有衰减，所以用传统的等效电路法计算不是很精确，可以采用模式匹配法进行分析计算，即将其拆分成可以级联的不连续单元，确定单元的散射参数，然后将所有单元级联起来，借助计算机进行优化设计分析。本实施例中低通滤波器1由关于参考面s2对称的8对共16个电容膜片11级联构成，膜片11的厚度都采用1mm，宽度即为波导的宽边19.05mm，中间的6对膜片上下距离均为2.97mm，两边的2对膜片的上下距离都为4.67mm；每组膜片同与其相连的波导12构成一个波纹单元，由于波导12夹在两个相邻膜片的中间，从结构上看类似一个凹槽，槽深依次为5.73mm、6.04mm、6.28mm、6.28mm、6.28mm、6.04mm、5.73mm，槽宽依次为2.13mm、1.77mm、1.6mm、1.6mm、1.6mm、1.77mm、2.13mm，因此整个低通滤波器1的总长小于22mm本实施例中带通滤波器2采用了自谐振膜片和短路支节相结合的技术，用带谐振窗23的膜片21替代了传统滤波器中的谐振腔，大大缩短了滤波器的长度，而短路支节22相当于增加一个谐振器进行耦合，在滤波器的通带外产生一个传输零点，可以提高滤波器的带外抑制特性。所有谐振窗的宽度、高度、所有短路支节的宽度、长度在经过反复优化后,共同决定了带通滤波器的通带和带外抑制的性能。本实施例中带通滤波器2由11个中心开有矩形谐振窗23的膜片21级联构成，膜片21的厚度都采用1mm，宽度即为波导的宽边19.05mm，高度比波导窄边9.525mm略大，分别为11mm、11.55mm、11.55mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.55mm、11.55mm、10.5mm，其上的矩形谐振窗23的宽度都相同，均为10.56mm，膜片21的间距分别为2.9mm、2.8mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.63mm、5.04mm，因此整个带通滤波器2的总长小于40mm。本实施例中低通滤波器1和带通滤波器2处于一条直线上，通过合理设计两个滤波器到端口A的距离、E面T型接头3中三角形匹配块31的位置、形状和尺寸、端口A处的谐振窗32的尺寸，并在电磁仿真软件中进行整体优化，最终可以得到较好的回波损耗性能。本实施例中三角形匹配块31高2.1mm，宽7.32mm，位于端口A下方波导内壁上，考虑到加工方便，可以将三角形状替换为台阶形式；谐振窗32的长宽为12.1×7.5mm，厚度为1mm；低通滤波器1到端口A的距离为17.7mm，带通滤波器2到端口A的距离为12.3mm，因此整个双工器的总长小于95mm。图2显示了本实施例在CST中的仿真结果。所图中给出的S参数曲线可以看出，在规定的频带内(12.25GHz～12.75GHz,14.0GHz～14.25GHz)回波损耗小于-27dB，在发射频段内(14.0GHz～14.25GHz)端口B和端口C的隔离度大于100dB。本技术未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ku频段紧凑型波导双工器，其特征在于：包括一个通带为12.25～12.75GHz的低通滤波器(1)、一个通带为14～14.5GHz的带通滤波器(2)和一个E面T型接头(3)，且上述两个滤波器处在一条直线上；低通滤波器(1)采用标准的BJ120波导接口，即宽边为19.05mm，窄边为9.525mm，滤波部分由8对共16个电容膜片(11)级联构成，电容膜片(11)的厚度都采用1mm，宽度为19.05mm，中间的6对膜片上下距离均为2.97mm，两端的2对膜片的上下距离都为4.67mm；每组膜片同与其相连的波导(12)构成一个波纹单元，波导(12)夹在两个相邻膜片的中间，形成一个凹槽，槽深从左到右依次为5.73mm、6.04mm、6.28mm、6.28mm、6.28mm、6.04mm、5.73mm，槽宽从左到右依次为2.13mm、1.77mm、1.6mm、1.6mm、1.6mm、1.77mm、2.13mm；带通滤波器(2)采用标准的BJ120波导接口，滤波部分由11个中心处开有矩形谐振窗(23)的膜片(21)级联构成，膜片(21)的厚度都采用1mm，宽度即为波导的宽边19.05mm，高度比波导窄边9.525mm略大，分别为11mm、11.55mm、11.55mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.55mm、11.55mm、10.5mm，其上的矩形谐振窗(23)的宽度都相同，均为10.56mm，膜片(21)的间距分别为2.9mm、2.8mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.63mm、5.04mm，因此整个带通滤波器(2)的总长小于40mm。...
【技术特征摘要】
1.一种ku频段紧凑型波导双工器，其特征在于：包括一个通带为12.25～12.75GHz的低通滤波器(1)、一个通带为14～14.5GHz的带通滤波器(2)和一个E面T型接头(3)，且上述两个滤波器处在一条直线上；低通滤波器(1)采用标准的BJ120波导接口，即宽边为19.05mm，窄边为9.525mm，滤波部分由8对共16个电容膜片(11)级联构成，电容膜片(11)的厚度都采用1mm，宽度为19.05mm，中间的6对膜片上下距离均为2.97mm，两端的2对膜片的上下距离都为4.67mm；每组膜片同与其相连的波导(12)构成一个波纹单元，波导(12)夹在两个相邻膜片的中间，形成一个凹槽，槽深从左到右依次为5.73mm、6.04mm、6.28mm、6.28mm、6.28mm、6.04mm、5.73mm，槽宽从左到右依次为2.13mm、1.77mm、1.6mm、1.6mm、1.6mm、1.77mm、2.13mm；带通滤波器(2)采用标准的BJ120波导接口，滤波...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨子房，付平，韩雪，吴成才，郑华山，张洪才，李鹏，
申请(专利权)人：北京航天光华电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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