一种宽调谐同轴电调滤波器及其调试方法技术

本发明专利技术公开了一种宽调谐同轴电调滤波器及其调试方法，涉及微波通信技术领域。电调滤波器包括驱动电路、步进电机、传动机构和滤波器，所述的滤波器有两个耦合座、多个谐振腔、多个腔间耦合结构，耦合座固定安装有梯形的耦合环，谐振腔外导体上设置有可调整的频率补偿装置，腔间耦合结构是有两个或两个以上的圆孔或多边形孔的金属板。本发明专利技术提供的调试方法，可使电调滤波器达到倍频程以上的调谐范围并有恒定的带宽、稳定的幅频和回波特性，提高产品调试效率，降低制造与调试成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同轴电调滤波器及其调试方法，尤其是，属于通信领域中的微波滤波器
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技术介绍
现有技术中专利号为CN201220549062.4号的中国技术专利公开了 “一种UHF波段小型化电调双工器”，专利号为CN200920103975.1的中国技术专利公开了 “一种低噪声电调滤波器”，采用的耦合结构分别是直角梯形或矩形的单个耦合孔形式，可以覆盖较宽的频率范围，但在宽带信号的情况下，难以实现在更宽的倍频程的调谐范围内，都保持恒定的带宽、良好的幅频和回波特性。 现有技术中《四川轻化工学院学报》1997年第3期文章“四腔同轴调谐微波滤波器的研制”，文章中所述的形式，腔间耦合采用单个矩形孔，输入输出激励采用三角形的耦合环，适合于中等调谐范围或较窄的工作带宽，而在宽带信号及更宽的调谐范围时，不易达到恒定的带宽和不变的幅频响应，其次，文章所述的仅在第一、第四两个谐振器内各加入一个固定的梯形金属片做电抗补偿结构，虽可以改善一定的幅频特性，但设计、加工和调试没有灵活性，也不易在宽频率范围内有良好的响应曲线。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供了。 为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是: 技术方案一: —种宽调谐同轴电调滤波器，包括驱动电路、由驱动电路控制的步进电机、传动机构、支架、联轴器、外罩和滤波器主体；所述驱动电路包括数据存储芯片，安装在所述支架上；所述传动机构包括一个螺杆、一个导向板、两个以上导向棒，所述螺杆与所述导向棒平行，分别与导向板垂直并连接；所述滤波器主体内部设有两个以上谐振腔和一个以上腔间耦合结构；所述谐振腔内设有内导体和可移动的调谐杆；所述的内导体是金属空心圆管，一端与所述谐振腔固定连接，圆管另一端顶部有环形弹性梳齿；所述传动机构中导向板连接所述调谐杆的一端，所述调谐杆的另一端穿过所述内导体的中心，并与所述内导体端口的环形弹性梳齿导电接触；所述滤波器主体顶壁设有两个带有射频接口的可拆卸的耦合座，所述各耦合座包括梯形的耦合环，所述腔间耦合结构为设置有两个或两个以上孔的金属板，所述各谐振腔的外壁设有频率补偿装置。 所述的腔间耦合结构上设置的孔为圆形孔、矩形孔或多边形孔。 所述的腔间耦合结构上设置的孔是三个不相连的矩形孔，沿所述调谐杆移动的方向分布。 所述频率补偿装置由一个以上螺钉组合件和与之相配合的螺钉孔组成；所述螺钉组合件包括调耦螺钉和螺母，所述螺钉组合件沿调谐杆移动的方向排列成一排以上，所述调耦螺钉深入所述谐振腔内的深度可以调节。 所述耦合座由射频接口、耦合板、耦合环组成，所述射频接口固定安装在耦合板一端上，所述耦合环是一根金属线，线的两端分别与所述射频接口内芯和所述耦合板的另一端焊接，耦合环与耦合板形成封闭的直角梯形环。 所述谐振腔数目为偶数，优选为四个。 所述步进电机安装在所述支架上，通过所述联轴器与所述传动机构中螺杆连接，在所述传动机构与所述支架的连接处设有上限位开关，在所述传动机构与所述滤波器主体的连接处设有下限位开关。 滤波器顶壁设有可拆卸的耦合座，耦合座采用射频接口和耦合板装配，并焊接具有耦合补偿的直角梯形耦合环，代替现有技术中直接装配在滤波器腔体外壁上的射频接口以及三角形或矩形耦合环，不仅耦合座可以做成工装批量操作，灵活装配，易于调试，而且直角梯形耦合环使得滤波器输入输出激励在高低端频率耦合平衡，更易实现稳定的滤波器特性；设计中，采用腔间耦合结构为设置有两个或两个以上孔的金属板，代替现有技术中单一的耦合孔，解决在倍频程的调谐范围，现有技术设计的滤波器高中低频段的带宽变化剧烈、幅频特性严重恶化的问题；设计中，滤波器的各个谐振腔外壁均设有频率补偿装置，采用一列以上多个螺钉组合件和螺钉孔，代替现有技术中仅在第一、第四两个谐振器内各焊接加入一个固定的梯形金属片做电抗补偿结构，灵活实现在更宽的频率范围内滤波器最外腔和内腔之间的频率补偿，调试方式简单，提高设计和调试效率，在调试方面决定了宽调谐范围的电调滤波器有全程稳定的幅频特性。 技术方案二: 一种宽调谐同轴电调滤波器的调试方法，用网络分析仪调试滤波器的通带特性，该调试方法包括以下步骤: A)网络分析仪的两个端口分别连接被测试的电调滤波器的射频接口 ； B)手动旋转步进电机，判断网络分析仪上出现的幅频曲线和回波特性曲线是否满足要求，参照幅频及回波曲线调整调谐杆和频率补偿装置，至滤波器的通带特性达到要求； C)将装入测试软件的计算机和直流电源接入调试系统，计算机连续控制步进电机旋转，使电调滤波器在传动机构中的上限位开关和下限位开关限制范围内做运动磨合； D)计算机连续N次电控调整电调滤波器，读取网络分析仪上的滤波器通带幅频曲线的中心频率，记录每一次定标数据，所述定标数据包括步进电机转动的脉冲数和网络分析仪上显示相应的中心频率，N个定标数据组成一组定标数组,其中N大于20 ； E)抽测定标数组中的不少于5个定标数据，检查滤波器主体的频率重复性和准确性是否满足要求，如果不能满足要求，转向步骤F);如果能满足要求，转向步骤G)； F)修传动机构,返回步骤A)重新调试； G)使用编程器将计算机中的本套电调滤波器的定标数组写入数据存储芯片，并插入电调滤波器的驱动电路中，连接驱动电路和步进电机的连接线，调试结束。 进一步，所述的B)包括以下具体步骤: BI)手动旋转步进电机，当网络分析仪上出现最高频率Fmax时的幅频曲线时,参照幅频及回波曲线调整调谐杆，至滤波器的通带特性达到要求； B2)手动逆时针旋转步进电机，从最高频率Fmax开始，至中心频率为止，由高到低改变滤波器的工作频率，连续观测每个频点的幅频特性，判断滤波器是否满足通带幅频特性；所述中心频率为最高频率Fmax和最低频率Fmin之和的一半；如果不能满足通带幅频特性时，转向步骤B3);如果能满足要求，转向步骤B4)； B3)微调调谐杆至滤波器带通特性满足要求；转向步骤B2)； B4)手动逆时针旋转步进电机，从高到低改变滤波器的工作频率，连续观测每个频点的幅频特性，从所述中心频率点开始，直至最低频率Fmin,参照网络分析仪显示,在频率补偿装置处，依次加入螺钉组合件，调整调耦螺钉伸入谐振腔的长度，直至满足滤波器特性要求；转向步骤B5)； B5)从最低频率Fmin开始直到最高频率Fmax，手动顺时针旋转步进电机，连续观测滤波器在网络分析仪上的幅频特性及回波特性，判断是否满足滤波器要求，如果是，转向步骤B6);如果不能满足要求，转向步骤BI)； B6)拧紧各螺钉组合件的螺母。 由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果在于: 1.本专利技术的滤波器采用了在耦合结构上设置有两个或两个以上的圆孔或多边形孔，突破单孔耦合的设计思路，使具有较长行程的滤波器的工作频率在高中低端频率改变时，各个谐振腔之间的耦合系数拟合理论值的需求，优化了频率和带宽的关系，在很宽的频率范围内都能够有恒定的工作带宽。 2.本专利技术的滤波器在谐振腔的外壁上设置可调整的频率补偿装置，采用螺钉组合件和螺钉孔作为各个谐振腔高低端频率变化时同步调谐的微补偿，根据需要情况，调整调耦螺钉伸入腔体的深度，非常灵活和实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽调谐同轴电调滤波器，包括驱动电路(1)、由驱动电路(1)控制的步进电机(2)、传动机构(3)、支架(18)、联轴器(19)、外罩(20)和滤波器主体(4)；所述驱动电路(1)包括数据存储芯片(17)，安装在所述支架(18)上；所述传动机构(3)包括一个螺杆(21)、一个导向板(22)、两个以上导向棒(23)，所述螺杆(21)与所述导向棒(23)平行，分别与导向板(22)垂直并连接；所述滤波器主体(4)内部设有两个以上谐振腔(6)和一个以上腔间耦合结构(7)；所述谐振腔(6)内设有内导体(8)和可移动的调谐杆(9)；所述的内导体(8)是金属空心圆管，一端与所述谐振腔(6)固定连接，圆管另一端顶部有环形弹性梳齿；所述传动机构(3)中导向板(22)连接所述调谐杆(9)的一端，所述调谐杆(9)的另一端穿过所述内导体(8)的中心，并与所述内导体(8)端口的环形弹性梳齿导电接触；其特征在于：所述滤波器主体(4)顶壁设有两个带有射频接口(11)的可拆卸的耦合座(5)，所述各耦合座(5)包括梯形的耦合环(13)，所述腔间耦合结构(7)为设置有两个或两个以上孔的金属板，所述各谐振腔(6)的外壁设有频率补偿装置(10)。...

【技术特征摘要】
1.一种宽调谐同轴电调滤波器，包括驱动电路(I)、由驱动电路(I)控制的步进电机(2)、传动机构(3)、支架(18)、联轴器(19)、外罩(20)和滤波器主体(4);所述驱动电路(I)包括数据存储芯片(17)，安装在所述支架(18)上；所述传动机构(3)包括一个螺杆(21)、一个导向板(22)、两个以上导向棒(23)，所述螺杆(21)与所述导向棒(23)平行，分别与导向板(22)垂直并连接；所述滤波器主体⑷内部设有两个以上谐振腔(6)和一个以上腔间耦合结构⑵；所述谐振腔(6)内设有内导体⑶和可移动的调谐杆(9);所述的内导体(8)是金属空心圆管，一端与所述谐振腔￠)固定连接，圆管另一端顶部有环形弹性梳齿；所述传动机构(3)中导向板(22)连接所述调谐杆(9)的一端，所述调谐杆(9)的另一端穿过所述内导体⑶的中心，并与所述内导体⑶端口的环形弹性梳齿导电接触；其特征在于:所述滤波器主体(4)顶壁设有两个带有射频接口(11)的可拆卸的耦合座(5)，所述各耦合座(5)包括梯形的耦合环(13)，所述腔间耦合结构(7)为设置有两个或两个以上孔的金属板，所述各谐振腔￠)的外壁设有频率补偿装置(10)。2.如权利要求1所述的一种宽调谐同轴电调滤波器，其特征在于:所述的腔间耦合结构(7)上设置的孔为圆形孔、矩形孔或多边形孔。3.如权利要求2所述的一种宽调谐同轴电调滤波器，其特征在于:所述的腔间耦合结构(7)上设置的孔是三个不相连的矩形孔，沿所述调谐杆(9)移动的方向分布。4.如权利要求1所述的一种宽调谐同轴电调滤波器，其特征在于:所述频率补偿装置(10)由一个以上螺钉组合件和与之相配合的螺钉孔组成；所述螺钉组合件包括调耦螺钉(16)和螺母，所述螺钉组合件沿调谐杆(9)移动的方向排列成一排以上，所述调耦螺钉(16)深入所述谐振腔￠)内的深度可以调节。5.如权利要求1所述的一种宽调谐同轴电调滤波器，其特征在于:所述耦合座(5)由射频接口(11)、耦合板(12)、耦合环(13)组成，所述射频接口(11)固定安装在耦合板(12)一端上，所述耦合环(13)是一根金属线，线的两端分别与所述射频接口(11)内芯和所述耦合板(12)的另一端焊接，耦合环(13)与耦合板(12)形成封闭的直角梯形环。6.如权利要求1所述的一种宽调谐同轴电调滤波器，其特征在于:所述谐振腔数目为偶数，优选为四个。7.如权利要求1所述的一种宽调谐同轴电调滤波器，其特征在于:所述步进电机(2)安装在所述支架(18)上，通过所述联轴器(19)与所述传动机构(3)中螺杆(21)连接，在所述传动机构(3)与所述支架(18)的连接处设有上限位开关(14)，在所述传动机构(3)与所述滤波器主体(4)的连接处设有下限位开关(15)。8.—...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春红，魏隽，路雯，朱秀敏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13