CN105470609A - 一种多阶可调多工器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多阶可调多工器，包括放射状腔体，所述放射状腔体包括中间部分和至少两个分支部分；每个分支部分的内部设有至少两个金属柱、至少两个调谐螺钉以及至少两个金属盘，每个调谐螺钉对应一个金属柱和一个金属盘，该调谐螺钉在穿过金属柱后与金属盘连接；每个分支部分的顶部设有至少两个开槽，每个开槽对应一个金属柱，且具有可使一个金属柱移动的空间；所述中间部分的中心处设有一个输入端口和一个多分支弯折短路馈电结构；每个分支部分的末端设有一个输出端口和一个90度弯折短路馈电结构。本发明通过放射状腔体可以实现多分支弯折短路馈电，且每个频道的频率可大范围独立调节。

Description

一种多阶可调多工器

技术领域

本发明涉及一种可调多工器，尤其是一种多阶可调多工器，属于无线通信领域。

背景技术

随着雷达技术以及无线通信技术等现代无线电技术的快速发展，微波电路系统受到越来越多的关注，作为射频前端的重要组成部分，微波滤波器被用来在通带内无损耗或者较小损耗的传输有用信号而在阻带内抑制干扰信号或无用信号，从而在现代无线通信和移动通信系统中扮演着非常重要的角色研究与开发小型化高性能的微波滤波器具有现实的经济利益与重要的学术价值。

微波双工器乃至微波多工器不仅具有滤波器的特点，而且还用作隔离元件连接接收与发射电路，使得收发系统能够共用同一个天线，从而缩减射频前端系统的复杂度与体积。无论是对于雷达，通信，太空技术，电子战系统等，微波双工器或多工器都是不可或缺的重要组成部分。所以，设计高性能的微波双工器或多工器对于改善通信系统的性能有着至关重要的作用。

据调查与了解，已经公开的现有技术如下：

1)6合1路多工器，从1端口输入，其余6端口输出，此结构是以同轴腔为基础；

2)空腔结构的双工器，共有Port1、Port2和Port3三个端口，其中Port1为输入，Port2和Port3为输出，空腔之间用隔膜来控制耦合，且频率固定。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种多阶可调多工器，该多工器通过放射状腔体可以实现多分支弯折短路馈电，且每个频道的频率可大范围独立调节。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种多阶可调多工器，包括放射状腔体，所述放射状腔体包括中间部分和至少两个分支部分；

每个分支部分的内部设有至少两个金属柱、至少两个调谐螺钉以及至少两个金属盘，每个调谐螺钉对应一个金属柱和一个金属盘，该调谐螺钉在穿过金属柱后与金属盘连接；每个分支部分的顶部设有至少两个开槽，每个开槽对应一个金属柱，且具有可使一个金属柱移动的空间；所述至少两个金属柱中，一个金属柱靠近中间部分，一个金属柱靠近分支部分末端；

所述中间部分的中心处设有一个输入端口和一个多分支弯折短路馈电结构，所述输入端口通过多分支弯折短路馈电结构向每个分支部分馈电；

每个分支部分的末端设有一个输出端口和一个90度弯折短路馈电结构，每个分支部分通过90度弯折短路馈电结构向输出端口馈电。

作为一种实施方案，所述中间部分的多分支弯折短路馈电结构包括第一同轴外导体和第一同轴内导体，所述第一同轴外导体设置在输入端口处，所述第一同轴内导体与第一同轴外导体连接，并从输入端口伸进中间部分的内部，经多分支弯折后与中间部分的顶部内侧面连接。

作为一种实施方案，所述第一同轴内导体经多分支弯折后分为一个水平段和至少三个竖直段，其中一个竖直段的一端与第一同轴外导体连接，其余竖直段的一端与中间部分的顶部内侧面连接，其余竖直段中的每个竖直段位于靠近中间部分的一个金属柱一侧；所述至少三个竖直段的另一端分别与水平段相连。

作为一种实施方案，所述第一同轴外导体采用SMA接头。

作为一种实施方案，所述每个分支部分的90度弯折短路馈电结构包括第二同轴外导体和第二同轴内导体，所述第二同轴外导体设置在输出端口处，所述第二同轴内导体与第二同轴外导体连接，并从输出端口伸进分支部分的内部，经90度弯折后与分支部分的顶部内侧面连接。

作为一种实施方案，所述第二同轴外导体经90度弯折后后分为一个水平段和一个竖直段，所述水平段与第二同轴外导体连接，所述竖直段的一端与分支部分的顶部内侧面连接，另一端与水平段相连，且竖直段位于靠近分支部分末端的一个金属柱一侧。

作为一种实施方案，所述第二同轴外导体采用SMA接头。

作为一种实施方案，所述金属盘的形状为圆形、方形、椭圆形或具有切角的不规则形状。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明采用了放射状腔体，并将放射状腔体分为中间部分和分支部分，通过增加分支部分的数量，以及增加中间部分中心处的弯折短路馈电结构的分支数，即可实现想要的频道数；同时，通过增加每个分支部分的金属柱数量，即可增加各个频道的阶数，并且由于是放射状腔体，增加了频道之间的隔离度。

2、本发明利用调谐螺钉改变金属盘到放射状腔体底面之间的距离来控制电容值，同时，在放射状腔体的顶面利用开槽使得金属柱可移动，通过这种方式来控制模式之间的耦合，使得频率可调范围内的都能更好的形成通带匹配。

附图说明

图1为本发明实施例1的双阶可调双工器立体图。

图2为本发明实施例1的双阶可调双工器正视图。

图3为本发明实施例2的双阶可调四工器立体图。

图4为本发明实施例2的双阶可调四工器俯视图。

图5为本发明实施例3的双阶可调八工器俯视图。

其中，1-放射状腔体，2-第一金属柱，3-第二金属柱，4-第一调谐螺钉，5-第二调谐螺钉，6-第一金属盘，7-第二金属盘，8-第一开槽，9-第二开槽，10-第三金属柱，11-第四金属柱，12-第三调谐螺钉，13-第四调谐螺钉，14-第三金属盘，15-第四金属盘，16-第三开槽，17-第四开槽，18-第一同轴外导体，19-第一同轴内导体，20-第二同轴外导体，21-第二同轴内导体，22-第三同轴外导体，23-第三同轴内导体。

具体实施方式

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种双阶可调双工器，包括放射状腔体1，所述放射状腔体1包括中间部分以及左、右两个分支部分；

所述左分支部分作为一个谐振器，其内部设有第一金属柱2、第二金属柱3、第一调谐螺钉4、第二调谐螺钉5、第一金属盘6和第二金属盘7，第一调谐螺钉4对应第一金属柱2和第一金属盘6，第一调谐螺钉4在穿过第一金属柱2后与第一金属盘6连接，第二调谐螺钉5对应第二金属柱3和第二金属盘7，第二调谐螺钉5在穿过第二金属柱3后与第二金属盘7连接，所述第一金属盘6和第二金属盘7的形状均为圆形；所述左分支部分的顶部设有第一开槽8和第二开槽9，所述第一开槽8对应第一金属柱2，且具有可使第一金属柱2移动的空间，所述第二开槽9对应第二金属柱3，且具有可使第二金属柱3移动的空间；

所述右分支部分作为一个谐振器，其内部设有第三金属柱10、第四金属柱11、第三调谐螺钉12、第四调谐螺钉13、第三金属盘14和第四金属盘15，第三调谐螺钉12对应第三金属柱10和第三金属盘14，第三调谐螺钉12在穿过第三金属柱10后与第三金属盘14连接，第四调谐螺钉13对应第四金属柱11和第四金属盘15，第四调谐螺钉13在穿过第四金属柱11后与第四金属盘15连接，第三金属盘14和第四金属盘15的形状均为圆形；所述右分支部分的顶部设有第三开槽16和第四开槽17，所述第三开槽16对应第三金属柱10，且具有可使第三金属柱10移动的空间，所述第四开槽17对应第四金属柱11，且具有可使第四金属柱11移动的空间；

所述中间部分的中心处设有一个输入端口Port1和一个两分支弯折短路馈电结构，所述输入端口Port1通过两分支弯折短路馈电结构的一个分支向放射状腔体1的左分支部分馈电，输入端口Port1通过两分支弯折短路馈电结构的另一个分支向放射状腔体1的右分支部分馈电；

所述中间部分的两分支弯折短路馈电结构包括第一同轴外导体18和第一同轴内导体19，所述第一同轴外导体18设置在输入端口Port1处，所述第一同轴内导体19从输入端口Port1伸进中间部分的内部，经多分支弯折后与中间部分的顶部内侧面连接，以实现馈电；

所述第一同轴外导体18采用SMA接头；所述第一同轴内导体19经多分支弯折后分为一个水平段和三个竖直段，其中一个竖直段的一端与第一同轴外导体18连接，其余两个竖直段的一端与中间部分的顶部内侧面连接，其余两个竖直段的一个竖直段位于第一金属柱2的一侧，另一个竖直段位于第三金属柱10的一侧；

所述左分支部分的的末端设有一个输出端口Port2和一个90度弯折短路馈电结构，放射状腔体1的左分支部分通过90度弯折短路馈电结构向输出端口Port2馈电；

所述左分支部分的90度弯折短路馈电结构包括第二同轴外导体20和第二同轴内导体21，所述第二同轴外导体20设置在输出端口Port2处，所述第二同轴内导体21与第二同轴外导体20连接，并从输出端口Port2伸进左分支部分的内部，经90度弯折后与左分支部分的顶部内侧面连接；

所述第二同轴外导体20采用SMA接头；第二同轴内导体21经90度弯折后分为一个水平段和一个竖直段，所述竖直段的一端与左分支部分的顶部内侧面连接，另一端与水平段相连，且竖直段位于第二金属柱3的一侧；

所述右分支部分的的末端设有一个输出端口Port3和一个90度弯折短路馈电结构，放射状腔体1的右分支部分通过90度弯折短路馈电结构向输出端口Port3馈电；

所述右分支部分的90度弯折短路馈电结构包括第三同轴外导体22和第三同轴内导体23，所述第三同轴外导体22设置在输出端口Port3处，所述第三同轴内导体23与第三同轴外导体22连接，并从输出端口Port3伸进右分支部分的内部，经90度弯折后与右分支部分的顶部内侧面连接；

所述第三同轴外导体22采用SMA接头；第三同轴内导体23经90度弯折后分为一个水平段和一个竖直段，所述竖直段的一端与右分支部分的顶部内侧面连接，另一端与水平段相连，且竖直段位于第四金属柱11的一侧。

本实施例的双阶可调双工器具有输出端口Port2和输出端口Port3，即共有两个频道，各个频道中频率可调的原理是：利用调谐螺钉(第一调谐螺钉4、第二调谐螺钉5、第三调谐螺钉12和第四调谐螺钉13)改变金属盘(第一金属盘6、第二金属盘7、第三金属盘14和第四金属盘15)到放射状腔体1底面之间的距离来控制电容值；同时，在放射状腔体1的顶面利用开槽(第一开槽8、第二开槽9、第三开槽16和第四开槽17)使得金属柱(第一金属柱2、第二金属柱3、第三金属柱10、第四金属柱11)可移动，通过这种方式来控制模式之间的耦合，使得频率可调范围内的都能更好的形成通带匹配。

本实施例的双阶可调双工器的馈电原理是：在放射状腔体1中采用分支馈电，分别馈电给谐振在不同频率的金属柱，使得在每个分支部分中可以产生不同的频带。

本实施例的放射状腔体1中间部分的馈电结构具有两个分支，以及放射状腔体1具有两个分支部分，即实现了两个频道，而且由于是放射状腔体，增加了频道之间的隔离度；同时，每个分支部分中有两个金属柱，即实现了双阶，因此构成了双阶可调双工器。

实施例2：

如图3和图4所示，本实施例的主要特点是：所述放射状腔体包括中间部分以及前、后、左、右四个分支部分，而中间部分的中心处设有一个输入端口Port1和一个四分支弯折短路馈电结构，四个分支部分的末端分别设有输出端口Port2～Port5，且每个分支部分的末端都具有一个与输出端口对应的90度弯折馈电结构；

本实施例的放射状腔体中间部分的馈电结构具有四个分支，以及放射状腔体具有四个分支部分，即实现了四个频道，而每个分支部分中有两个金属柱，即实现了双阶，因此构成了双阶可调四工器。

实施例3：

如图5所示，本实施例的主要特点是：所述放射状腔体包括中间部分以及八个分支部分，而中间部分的中心处设有一个输入端口Port1和一个八分支弯折短路馈电结构，四个分支部分的末端分别设有输出端口Port2～Port9，且每个分支部分的末端都具有一个与输出端口对应的90度弯折馈电结构；

本实施例的放射状腔体中间部分的馈电结构具有八个分支，以及放射状腔体具有八个分支部分，即实现了八个频道，而每个分支部分中有两个金属柱，即实现了双阶，因此构成了双阶可调八工器。

实施例4：

本实施例的主要特点是：针对实施例1的双阶可调双工器，在每个分支部分增加一个金属柱，即有三个金属柱，可实现三阶可调双工器；同理，在对实施例2的双阶可调四工器和实施例3的双阶可调八工器采用相同操作，也可以实现三阶可调四工器和三阶可调八工器。

从上述实施例1～4中可以看出，在多工器结构中，只需增加馈电的分支和放射状腔体的分支部分就能实现想要的频道数，增加每个分支部分的金属柱就能增加各个频道的阶数。

上述实施例1～4中，所述金属盘的形状还可以为方形、椭圆形或具有切角的不规则形状；所述放射状腔体、同轴外导体和同轴内导体采用的金属材料可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂的任意一种，或可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂任意一种的合金。

综上所述，本发明采用了放射状腔体，并将放射状腔体分为中间部分和分支部分，通过增加分支部分的数量，以及增加中间部分中心处的弯折短路馈电结构的分支数，即可实现想要的频道数；同时，通过增加每个分支部分的金属柱数量，即可增加各个频道的阶数，并且由于腔体是放射性的，增加了频道之间的隔离度。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种多阶可调多工器，其特征在于：包括放射状腔体，所述放射状腔体包括中间部分和至少两个分支部分；

每个分支部分的内部设有至少两个金属柱、至少两个调谐螺钉以及至少两个金属盘，每个调谐螺钉对应一个金属柱和一个金属盘，该调谐螺钉在穿过金属柱后与金属盘连接；每个分支部分的顶部设有至少两个开槽，每个开槽对应一个金属柱，且具有可使一个金属柱移动的空间；所述至少两个金属柱中，一个金属柱靠近中间部分，一个金属柱靠近分支部分末端；

所述中间部分的中心处设有一个输入端口和一个多分支弯折短路馈电结构，所述输入端口通过多分支弯折短路馈电结构向每个分支部分馈电；

每个分支部分的末端设有一个输出端口和一个90度弯折短路馈电结构，每个分支部分通过90度弯折短路馈电结构向输出端口馈电。

2.根据权利要求1所述的一种多阶可调多工器，其特征在于：所述中间部分的多分支弯折短路馈电结构包括第一同轴外导体和第一同轴内导体，所述第一同轴外导体设置在输入端口处，所述第一同轴内导体与第一同轴外导体连接，并从输入端口伸进中间部分的内部，经多分支弯折后与中间部分的顶部内侧面连接。

3.根据权利要求2所述的一种多阶可调多工器，其特征在于：所述第一同轴内导体经多分支弯折后分为一个水平段和至少三个竖直段，其中一个竖直段的一端与第一同轴外导体连接，其余竖直段的一端与中间部分的顶部内侧面连接，其余竖直段中的每个竖直段位于靠近中间部分的一个金属柱一侧；所述至少三个竖直段的另一端分别与水平段相连。

4.根据权利要求2或3所述的一种多阶可调多工器，其特征在于：所述第一同轴外导体采用SMA接头。

5.根据权利要求1所述的一种多阶可调多工器，其特征在于：所述每个分支部分的90度弯折短路馈电结构包括第二同轴外导体和第二同轴内导体，所述第二同轴外导体设置在输出端口处，所述第二同轴内导体与第二同轴外导体连接，并从输出端口伸进分支部分的内部，经90度弯折后与分支部分的顶部内侧面连接。

6.根据权利要求5所述的一种多阶可调多工器，其特征在于：所述第二同轴外导体经90度弯折后后分为一个水平段和一个竖直段，所述水平段与第二同轴外导体连接，所述竖直段的一端与分支部分的顶部内侧面连接，另一端与水平段相连，且竖直段位于靠近分支部分末端的一个金属柱一侧。

7.根据权利要求5或6所述的一种多阶可调多工器，其特征在于：所述第二同轴外导体采用SMA接头。

8.根据权利要求1-3、5-6任一项所述的一种多阶可调多工器，其特征在于：所述金属盘的形状为圆形、方形、椭圆形或具有切角的不规则形状。