【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波通信，具体涉及一种可调腔体定向耦合器。
技术介绍
1、随着无线通信系统的升级迭代，需要兼容的制式不断增加，系统中的通道数也越来越多。射频前端使用的馈电网络中往往包含多种耦合器，用于实现能量的传递和分配。但是，多个耦合器的使用显然会迅速增大电路的体积，不利于系统集成。特别是在需要大功率馈电的腔体电路中，这一问题更加突出。如果能够利用电路结构复用技术，将多种不同类型的耦合器融合在一起，即构成“多合一”形式的耦合器，这对于减少通信系统中的器件数目、缩小体积具有重要的现实意义。
2、由定向耦合器构成的馈电网络常用于阵列天线的馈电。与此同时，在各类射频接收机中，不同耦合度的定向耦合器具有不一样的作用。对于弱耦合的定向耦合器而言，耦合端输出信号可以用于在线监测，从而评估系统性能。
3、近年来，国内外科研机构针对定向耦合器开展了广泛研究，主要的研究目标涵盖了多频带、小型化、任意功分比等方面，且大多数研究仅限于耦合微带线、带状线等低功率的平面电路设计，无法适应大功率需求的使用场合。对于“多合一”形式的耦合器，大功率、小体积的设计需求往往难以兼顾。一方面，虽然金属腔体具有很高的功率容量，但在系统中占用的体积较大，且制造成本较高；另一方面，虽然平面电路中的可调和复用技术可以有效减少器件个数，从而减少空间占用，但是金属腔体很难像平面电路那样通过连接可调元件(变容二极管、可变电容等)来实现主体结构的复用。到目前为止，可调/可重构的腔体定向耦合器还很少被报道。
技术实现思路p>
1、本专利技术的目的在于，解决现有技术中存在的不足，提出了一种可调腔体定向耦合器。
2、本专利技术为实现上述专利技术目的，采取的技术方案如下：
3、一种可调腔体定向耦合器，包括相对称的金属腔体、第一带孔扇形轮盘、第二带孔扇形轮盘及隔板；所述相对称的金属腔体通过金属短壁过渡结构连接四个端口，该四个端口分别为输入端、直通端、隔离端及耦合端；所述相对称的金属腔体的中心对称面为镂空，通过压线弹簧片将从左至右依次排列的第一带孔扇形轮盘、隔板及第二带孔扇形轮盘压紧在相对称的金属腔体之间；所述第一带孔扇形轮盘、隔板及第二带孔扇形轮盘均垂直设置；所述隔板为中心设有圆形通孔的金属隔板；所述第一带孔扇形轮盘、第二带孔扇形轮盘靠近圆弧的一侧均设有三个圆形通孔，该圆形通孔即圆孔状耦合窗；沿顺时针方向，第一带孔扇形轮盘的三个圆形通孔的圆心距离相等且直径等比例从小到大依次排列；沿逆时针方向，第二带孔扇形轮盘的三个圆形通孔的圆心距离相等且直径等比例从大到小依次排列；所述第一带孔扇形轮盘的顶点处焊接有一个两级同步轮，所述第二带孔扇形轮盘的顶点处焊接有第二同步轮；所述两级同步轮包括第一级同步轮、第二级同步轮；所述第一级同步轮通过第一同步带与第一同步轮连接，第一级同步轮、第一同步带与第一同步轮均设置在第一带孔扇形轮盘所在垂直面的一侧；所述第二级同步轮通过第二同步带与第二同步轮连接，第二级同步轮、第二同步带及第二同步轮均设置在第一带孔扇形轮盘所在垂直面的另一侧；所述第一同步轮的中心孔与步进电机的主轴连接；当步进电机转动时，在第一同步带与第二同步带的牵引作用下，第一带孔扇形轮盘和第二带孔扇形轮盘同向旋转，在旋转过程中，当第一带孔扇形轮盘与第二带孔扇形轮盘上大小相同的圆孔同时对准相对称的金属腔体之间的位置时，实现一次耦合度调节；第一带孔扇形轮盘与第二带孔扇形轮盘上均有直径等比例大小排列的三个圆形通孔，当第一带孔扇形轮盘与第二带孔扇形轮盘顺时针或者逆时针转动25°，切换到另一个不同大小的圆孔，通过同步转动第一带孔扇形轮盘与第二带孔扇形轮盘，实现耦合度三档调整。
4、进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述输入端与隔离端在同一侧，输入端与隔离端的夹角为70°；所述直通端与耦合端在同一侧，直通端与耦合端的夹角为70°。
5、进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述两级同步轮通过第一转轴贯通第一带孔扇形轮盘的顶点，且第一转轴的任意一端与相对称的金属腔体连接；所述第二同步轮通过第二转轴贯通第二带孔扇形轮盘的顶点，且第二转轴的任意一端与相对称的金属腔体连接；所述步进电机的主轴与相对称的金属腔体连接。
6、进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述第一带孔扇形轮盘的三个圆形通孔的圆心到两级同步轮圆心的距离相等；所述第二带孔扇形轮盘的三个圆形通孔的圆心到第二同步轮圆心的距离相等。
7、本专利技术所述的一种可调腔体定向耦合器，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
8、(1)本专利技术利用带孔扇形轮盘的转动来切换不同大小的圆形耦合窗，实现该腔体定向耦合器的耦合度三档可调。对比现有的腔体定向耦合器，本专利技术对腔体耦合器的主体结构实现了复用，达到了“三合一耦合器”的效果，有效缓解了无线通信系统中同时使用不同类型腔体定向耦合器时的成本高、体积大的问题。
9、(2)本专利技术中的金属腔体使用te102模，通过两个扇形轮盘以及隔板上的圆形耦合窗进行能量耦合传输。在三种耦合度输出状态下，两个扇形轮盘上大小相同的圆形耦合窗所在位置刚好对应于te102模的电场最强处，有效提升了耦合度的调节效果。隔板中间的通孔处于te102模的电场强度最弱处，用于少量补偿耦合能量，可以对三种耦合度进行微调，从而得到更为准确的耦合能量值。
10、(3)本专利技术的腔体定向耦合器的插入损耗低，耦合度调节效果好，可以满足nr3.5g通信频段的室分组网需求。
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1.一种可调腔体定向耦合器，其特征在于，包括相对称的金属腔体、第一带孔扇形轮盘、第二带孔扇形轮盘及隔板；所述相对称的金属腔体通过金属短壁过渡结构连接四个端口，该四个端口分别为输入端、直通端、隔离端及耦合端；所述相对称的金属腔体的中心对称面为镂空，通过压线弹簧片将从左至右依次排列的第一带孔扇形轮盘、隔板及第二带孔扇形轮盘压紧在相对称的金属腔体之间；所述第一带孔扇形轮盘、隔板及第二带孔扇形轮盘均垂直设置；所述隔板为中心设有圆形通孔的金属隔板；所述第一带孔扇形轮盘、第二带孔扇形轮盘靠近圆弧的一侧均设有三个圆形通孔，该圆形通孔即圆孔状耦合窗；沿顺时针方向，第一带孔扇形轮盘的三个圆形通孔的圆心距离相等且直径等比例从小到大依次排列；沿逆时针方向，第二带孔扇形轮盘的三个圆形通孔的圆心距离相等且直径等比例从大到小依次排列；所述第一带孔扇形轮盘的顶点处焊接有一个两级同步轮，所述第二带孔扇形轮盘的顶点处焊接有第二同步轮；所述两级同步轮包括第一级同步轮、第二级同步轮；所述第一级同步轮通过第一同步带与第一同步轮连接，第一级同步轮、第一同步带与第一同步轮均设置在第一带孔扇形轮盘所在垂直面的一侧；所述第二级
2.根据权利要求1所述的可调腔体定向耦合器，其特征在于，所述输入端与隔离端在同一侧，输入端与隔离端的夹角为70°；所述直通端与耦合端在同一侧，直通端与耦合端的夹角为70°。
3.根据权利要求2所述的可调腔体定向耦合器，其特征在于，所述两级同步轮通过第一转轴贯通第一带孔扇形轮盘的顶点，且第一转轴的任意一端与相对称的金属腔体连接；所述第二同步轮通过第二转轴贯通第二带孔扇形轮盘的顶点，且第二转轴的任意一端与相对称的金属腔体连接；所述步进电机的主轴与相对称的金属腔体连接。
4.根据权利要求3所述的可调腔体定向耦合器，其特征在于，所述第一带孔扇形轮盘的三个圆形通孔的圆心到两级同步轮圆心的距离相等；所述第二带孔扇形轮盘的三个圆形通孔的圆心到第二同步轮圆心的距离相等。
...【技术特征摘要】
1.一种可调腔体定向耦合器，其特征在于，包括相对称的金属腔体、第一带孔扇形轮盘、第二带孔扇形轮盘及隔板；所述相对称的金属腔体通过金属短壁过渡结构连接四个端口，该四个端口分别为输入端、直通端、隔离端及耦合端；所述相对称的金属腔体的中心对称面为镂空，通过压线弹簧片将从左至右依次排列的第一带孔扇形轮盘、隔板及第二带孔扇形轮盘压紧在相对称的金属腔体之间；所述第一带孔扇形轮盘、隔板及第二带孔扇形轮盘均垂直设置；所述隔板为中心设有圆形通孔的金属隔板；所述第一带孔扇形轮盘、第二带孔扇形轮盘靠近圆弧的一侧均设有三个圆形通孔，该圆形通孔即圆孔状耦合窗；沿顺时针方向，第一带孔扇形轮盘的三个圆形通孔的圆心距离相等且直径等比例从小到大依次排列；沿逆时针方向，第二带孔扇形轮盘的三个圆形通孔的圆心距离相等且直径等比例从大到小依次排列；所述第一带孔扇形轮盘的顶点处焊接有一个两级同步轮，所述第二带孔扇形轮盘的顶点处焊接有第二同步轮；所述两级同步轮包括第一级同步轮、第二级同步轮；所述第一级同步轮通过第一同步带与第一同步轮连接，第一级同步轮、第一同步带与第一同步轮均设置在第一带孔扇形轮盘所在垂直面的一侧；所述第二级同步轮通过第二同步带与第二同步轮连接，第二级同步轮、第二同步带及第二同步轮均设置在第一带孔扇形轮盘所在垂直面的另一侧；所述第一同步轮的中心孔与步进电机的主轴连接；当...
【专利技术属性】
技术研发人员：于玮，曹龙，何亚霖，万华让，李田富，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：
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