一种用于W波段的紧凑型波导双工器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于W波段的紧凑型波导双工器，包括：与波导输入端口连接的双模谐振腔一、与第一波导输出端口连接的双模谐振腔二、与第二波导输出端口连接的双模谐振腔三；双模谐振腔一通过工作于第一通带的单模谐振腔一、单模谐振腔二连接双模谐振腔二；双模谐振腔一通过工作于第二通带的单模谐振腔三、单模谐振腔四连接双模谐振腔三；双模谐振腔一～三为TE

【技术实现步骤摘要】
一种用于W波段的紧凑型波导双工器


[0001]本专利技术属于毫米波射频电路
，具体涉及一种用于W波段的紧凑型波导双工器。

技术介绍

[0002]W波段是指频率覆盖范围为75
‑
110GHz的电磁波，虽处太赫兹频段(0.1
‑
10THz)边缘地带，但仍对射电天文的观测、大气环境的检测、生物医学的成像等领域的研究具有非常重要的意义。
[0003]随着卫星微波通信技术和无线移动通信行业的迅速发展，频谱资源变得愈发稀缺，无线通信研究领域向着更高的频段聚焦。毫米波技术的发展为第六代移动通信的研究提供了巨大的潜力，理论的发展完善往往与硬件技术的支撑作用密不可分，关于毫米波器件的研究成为了无线通信系统研究中一个十分关键的课题。其中，双工器作为射频前端硬件电路关键的组成部件，具有将宽频谱信号分裂成多个频段信号的功能，在探测、通信系统中发挥着至关重要的作用。目前已有多种实现双工器的方式，如混合网络、多级耦合等。现有技术中的双工器存在结构较为复杂、优化较为困难等问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种用于W波段的紧凑型波导双工器，降低了采用CNC工艺加工高频双工器的难度，同时具有结构简单易于优化、低插损、低回波损耗、高隔离度等特点。
[0005]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种用于W波段的紧凑型波导双工器，包括：与波导输入端口连接的双模谐振腔一、与第一波导输出端口连接的双模谐振腔二、与第二波导输出端口连接的双模谐振腔三；双模谐振腔一通过工作于第一通带的单模谐振腔一、单模谐振腔二连接双模谐振腔二；双模谐振腔一通过工作于第二通带的单模谐振腔三、单模谐振腔四连接双模谐振腔三；所述双模谐振腔一、双模谐振腔二和双模谐振腔三为TE
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/TE
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‑
模谐振腔；所述单模谐振腔一、单模谐振腔二、单模谐振腔三和单模谐振腔四为TE
101
‑
模谐振腔。
[0006]进一步地，所述第一波导输出端口和第二波导输出端口的输出方向相反。
[0007]进一步地，所述波导输入端口、第一波导输出端口和第二波导输出端口为WR
‑
10波导，并设置法兰接头。
[0008]进一步地，相邻谐振腔间全部使用基于H面感性膜片的磁耦合。
[0009]进一步地，相邻谐振腔中谐振模式之间的耦合均为单模形式。
[0010]进一步地，所有谐振腔腔体内的直角进行倒圆角处理。
[0011]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过与波导输入端口连接的双模谐振腔一、与第一波导输出端口连接的双模谐振腔二、与第二波导输出端口连接的双模谐振腔三；双模谐振腔一通过工作于第一通带的单模谐振腔一、单模谐振腔二连接双模
谐振腔二，通过工作于第二通带的单模谐振腔三、单模谐振腔四连接双模谐振腔三；双模谐振腔一～三为TE
301
/TE
102
‑
模谐振腔，单模谐振腔一～四为TE
101
‑
模谐振腔，降低了采用CNC工艺加工高频双工器的难度，同时具有结构简单易于优化、低插损、低回波损耗、高隔离度等特点。
附图说明
[0012]图1是本专利技术实施例提供的一种用于W波段的紧凑型波导双工器的整体结构示意图；
[0013]图2是图1的分体结构示意图一；
[0014]图3是图1的分体结构示意图二；
[0015]图4是本专利技术实施例提供的一种用于W波段的紧凑型波导双工器的谐振腔的立体结构示意图；
[0016]图5是图4的俯视图的局部放大图；
[0017]图6是本专利技术实施例提供的一种用于W波段的紧凑型波导双工器的S
‑
参数测试图，其中，(a)是双工器完整的S参数测试图，(b)是局部放大的插入损耗测试图；S
11
是回波损耗，S
21
、S
31
是插入损耗；双模谐振腔一、二的TE
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模式以及单模谐振腔一、二的TE
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模式耦合组成了第一通带；双模谐振腔一、三的TE
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模式以及单模谐振腔三、四的TE
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模式耦合组成了第二通带；
[0018]图7是本专利技术实施例提供的一种用于W波段的紧凑型波导双工器在(a)89GHz和(b)100GHz的电场分布图；
[0019]图中：P1、波导输入端口；P2、第一波导输出端口；P3、第二波导输出端口；10、双模谐振腔一；20、双模谐振腔二；30、双模谐振腔三；41、单模谐振腔一；42、单模谐振腔二；43、单模谐振腔三；44、单模谐振腔四；51、下块；52、上块。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0021]本专利技术的目的在于提供一种用于W波段的紧凑型波导双工器，具体是一种适用于W波段的基于TE
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和TE
102
混合模式的波导双工器。该双工器采用三个双模谐振腔和四个单模谐振腔，通过控制模式的耦合，使双模谐振腔的TE
301
和TE
102
模式分别在两个不同的频率谐振，构造双工器的第一通带和第二通带，然后使单模谐振腔分别工作于第一通带和第二通带，利用一个双模谐振腔作为公共端，将两个通带并联起来，最后两通带分别级联一个双模谐振腔，实现两通道分离，完成双工工作。其整体结构全部采用磁耦合，简单易实现，能有效降低CNC工艺的加工难度，易扩展至更高的频段。
[0022]测试结果表明：该双工器工作在W波段，第一通带相对带宽为4.86％，通带内的回波损耗整体低于
‑
15dB，第二通带相对带宽为6.49％，通带内回波损耗整体低于
‑
18dB；可以用于将不同频段的信号分离或合并。
[0023]如图1～图5所示，一种用于W波段的紧凑型波导双工器，包括：与波导输入端口P1(源)连接的双模谐振腔一10、与第一波导输出端口P2(负载)连接的双模谐振腔二20、与第
二波导输出端口P3(负载)连接的双模谐振腔三30；双模谐振腔一10通过工作于第一通带的单模谐振腔一41、单模谐振腔二42连接双模谐振腔二20；双模谐振腔一10通过工作于第二通带的单模谐振腔三43、单模谐振腔四44连接双模谐振腔三30；双模谐振腔一10、双模谐振腔二20和双模谐振腔三30为TE
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/TE
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模谐振腔；单模谐振腔一41、单模谐振腔二42、单模谐振腔三43和单模谐振腔四44为TE
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模谐振腔。该双工器结构简单，易被CNC工艺加工。
[0024]波导输入端口P1、第一波导输出端口P2和第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于W波段的紧凑型波导双工器，其特征在于，包括：与波导输入端口(P1)连接的双模谐振腔一(10)、与第一波导输出端口(P2)连接的双模谐振腔二(20)、与第二波导输出端口(P3)连接的双模谐振腔三(30)；双模谐振腔一(10)通过工作于第一通带的单模谐振腔一(41)、单模谐振腔二(42)连接双模谐振腔二(20)；双模谐振腔一(10)通过工作于第二通带的单模谐振腔三(43)、单模谐振腔四(44)连接双模谐振腔三(30)；所述双模谐振腔一(10)、双模谐振腔二(20)和双模谐振腔三(30)为TE
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/TE
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‑
模谐振腔；所述单模谐振腔一(41)、单模谐振腔二(42)、单模谐振腔三(43)和单模谐振腔四(44)为TE
101...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁江乔，赵芸，聂荣怀，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：