一種用於腔體介質濾波器的耦合機構的製作方法
2023-05-08 14:42:21 3
專利名稱：一種用於腔體介質濾波器的耦合機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種星載輸出多工器所用耦合結構，特別是涉及一種用於腔體介質濾
波器的耦合結構，屬於衛星通信領域。
背景技術：
星載輸出多工器是衛星轉發器分系統的關鍵部件，國外公司一直把星載星載輸出多工器的設計技術作為技術秘密不對外公開。 近些年介質濾波器的研製與應用，成為目前微波技術中一個熱點課題。和空腔金屬諧振器相比，介質諧振器的主要優點是 1) Q值高。介質諧振器的損耗主要取決於介質的損耗，金屬腔體的損耗只佔很小一部分，在0. 1 30GHz範圍內，介質諧振器的Q可達104。 2)體積小，重量輕。首先，介質材料的介電常數高，可使介質諧振器的體積小至空腔波導或同軸諧振器的1/10以下，便於實現電路小型化；其次，腔體可以採用鋁或銅等密度小的材料，從而減輕重量； 3)諧振頻率的溫度穩定性好。介質材料的介電常數會隨溫度變化，從而引起諧振
頻率的變化，但若採用低溫度係數的材料，或採用不同溫度係數材料製成的能相互補償的
複合介質，則介質諧振器仍可獲得與殷鋼合金製作的空腔諧振器同樣的頻率溫度係數。 4)製造工藝簡單，價格便宜； 5)適合多種微波結構和耦合電路的應用。 目前國內星載輸出多工器一般採用波導圓腔雙模濾波器設計，還沒有使用介質濾波器，與國外的先進技術相比，國內還存在一定的差距。另外，近年來，隨著市場的需求和技術的進步，通信衛星轉發器的功能越來越複雜，容量越來越大。因而對輸出多工器的要求也越來越高。體積小、重量輕、性能好，研製和生產周期短，一直是輸出多工器的發展趨勢。這就迫切需要我們研製性能更好，體積和重量更小的介質輸出多工器。本發明適用於星載介質輸出多工器通道濾波器設計，為研製出星載介質輸出多工器打下了良好的基礎。
從公開的報導中了解到國外介質輸出多工器單通道濾波器耦合機構有的採用一字探針的耦合形式，見圖1，也有採用通用型探針耦合結構，如圖5所示橫向布置的探針結構，國內外均未見到採用本發明這種Y形探針耦合機構的公開報導。 —字探針耦合機構調節時只能通過更換不同長度的探針來實現耦合量變化，調節單一，很難滿足不同諧振器之間的耦合量的要求，而通用型探針耦合結構，探針橫向布置，在實際運用中，易引起不必要的交叉耦合，Y形耦合機構更加方便設計與調試，採用Y形耦合機構的濾波器調試時可以通過改變Y形耦合機構的主體尺寸、分支尺寸、兩分支之間的角度來改變兩個諧振器之間的耦合量，調試方法更加靈活，大大提高濾波器設計與調試的效率且不會引起交叉耦合的現象。
發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種靈活調節耦合量、調試方法更加靈活，大大提高濾波器設計與調試的效率、不會引起不必要的交叉耦合的用於腔體介質濾波器的耦合結構。
本發明的技術解決方案是一種用於腔體介質濾波器的耦合機構，包括主體和兩個分支，兩個分支呈a角度固定安裝在主體的一端，構成Y形結構。
所述的a為30 150° 。 所述的主體長度為腔體介質濾波器中心頻率的1/4±1/10波長。
所述的耦合機構通過螺釘固定在腔體介質濾波器的腔體內側壁上。
本發明與現有技術相比有益效果為 (1)本發明可通過改變主體尺寸、分支尺寸、兩分支之間的角度來改變兩個諧振器之間的耦合量，調試方法更加靈活，調節量更加精確，大大提高濾波器設計與調試的效率且不會引起不必要的交叉耦合； (2)本發明主要通過調整兩分支的長度和兩分支之間的角度來調節耦合量，與一字探針耦合機構相比，採用Y形耦合機構的兩個介質諧振器之間的距離可以比採用一字探針耦合機構的諧振器距離稍大，這樣介質濾波器腔體就可以做的稍大些，那麼腔體的無載Q值就更高，可以減小濾波器的插入損耗；另外，採用Y形耦合機構的介質濾波器幅頻特性傳輸曲線更加對稱。
圖1為一字探針耦合機構示意圖； 圖2為腔體介質濾波器結構示意圖(由四個諧振器組成)； 圖3為圖2的濾波器幅頻特性圖； 圖4為本發明結構示意圖； 圖5為採用通用型探針耦合結構介質諧振器電場分布圖； 圖6為採用窗口耦合介質諧振器電場分布圖； 圖7為採用本發明介質諧振器電場分布圖。
具體實施例方式
本發明如圖4所示，包括主體11和兩個分支12，兩個分支12呈a角度固定安裝在主體11的一端，構成Y形結構。通過改變Y形耦合機構的主體11尺寸、分支12尺寸、兩分支之間的角度a可以改變兩個諧振器之間的耦合量，還可以通過旋轉Y形耦合機構來改變耦合量，調試方法比較靈活。 主體長度為腔體介質濾波器中心頻率的1/4±1/10波長，主體部分主要起支撐作用，使短路變開路，所以主體長度為濾波器中心頻率的1/4波長，另外主體部分對耦合量也有一定的調節作用，所以上下可有1/10波長的調節範圍。 a為30 150° ，如果兩分支之間的角度過小，因為介質諧振器的電場主要集中在介質諧振器內部，那麼兩個諧振器之間的耦合量就比較小，很難得到所需要的耦合量，如果兩分支之間的角度過大，因為受主體部分長度的約束，角度過大兩分支距離介質諧振器就會比較近，那麼進行介質諧振器安裝時就會容易碰到分支造成介質諧振器損壞，通過大量試驗確定Y形耦合機構兩分支之間的角度選擇範圍為30 150° 。 分支12的尺寸具體要靠仿真確定，它與主體尺寸、分支角度是相關的，與腔體的大小也有關係。 以圖2所示的由四個諧振器組成的介質濾波器為例來說明Y形耦合機構的耦合原理。圖2所示的介質濾波器包括輸入1、輸出6、四個諧振器2、3、4、5、三個耦合窗口 7、8、9和一個Y形耦合結構10，在介質濾波器中兩個相鄰的介質諧振器3、4之間採用Y形耦合機構IO，其餘都採用窗口耦合形式，Y形耦合機構10通過螺釘固定在腔體側壁上。
採用窗口耦合形式，介質諧振器電場方向正向，兩個諧振器之間是"正"耦合，電場分布圖如圖6所示，而採用Y形耦合機構或通用型探針耦合結構時，如圖5、7所示，介質諧振器電場方向反向，所以相對於窗口耦合的"正"耦合，Y形耦合機構或通用型探針耦合結構可以實現兩個諧振器之間的"負"耦合。如果將圖2中Y形耦合機構10換為窗口耦合形式，那麼如果想在濾波器傳輸特性上獲得一對傳輸零點(如圖3所示)，則諧振器2和諧振器5之間就必須為通用型探針耦合結構(如圖5所示)，通用型探針耦合結構為橫向布置，會給輸入1和輸出6之間引入不需要的交叉耦合，而採用Y形耦合機構就避免了給輸入和輸出之間帶來交叉耦合。 本發明未詳細說明部分屬本領域技術人員公知常識。
權利要求
一種用於腔體介質濾波器的耦合機構，其特徵在於包括主體(11)和兩個分支(12)，兩個分支(12)呈α角度固定安裝在主體(11)的一端，構成Y形結構。
2. 根據權利要求1所述的一種用於腔體介質濾波器的耦合機構，其特徵在於所述的 a為30 150° 。
3. 根據權利要求1所述的一種用於腔體介質濾波器的耦合機構，其特徵在於所述的 主體(11)長度為腔體介質濾波器中心頻率的1/4±1/10波長。
4. 根據權利要求1所述的一種用於腔體介質濾波器的耦合機構，其特徵在於所述的 耦合機構通過螺釘固定在腔體介質濾波器的腔體內側壁上。
全文摘要
一種用於腔體介質濾波器的耦合機構，包括主體和兩個分支，兩個分支呈α角度固定安裝在主體的一端，構成Y形結構。本發明可通過改變主體尺寸、分支尺寸、兩分支之間的角度來改變兩個諧振器之間的耦合量，調試方法更加靈活，調節量更加精確，大大提高濾波器設計與調試的效率且不會引起不必要的交叉耦合；本發明主要通過調整兩分支的長度和兩分支之間的角度來調節耦合量，與一字探針耦合機構相比，採用Y形耦合機構的兩個介質諧振器之間的距離可以比採用一字探針耦合機構的諧振器距離稍大，這樣介質濾波器腔體就可以做的稍大些，那麼腔體的無載Q值就更高，可以減小濾波器的插入損耗；另外，採用Y形耦合機構的介質濾波器幅頻特性傳輸曲線更加對稱。
文檔編號H01P5/00GK101694900SQ200910210549
公開日2010年4月14日 申請日期2009年11月10日 優先權日2009年11月10日
發明者何向輝, 李勝先, 楊軍, 殷新社, 毛國振 申請人:西安空間無線電技術研究所;