CN106099281A - 一种波导滤波器及Ka波段上变频器 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于Ka波段通信领域，提供一种波导滤波器及Ka波段上变频器，所述波导滤波器，包括波导腔体和固定在所述波导腔体中央的E面金属膜片，所述波导腔体的顶面开有两个矩形波导开口，所述两个矩形波导开口位于同一平面内，其中一个矩形波导开口为所述波导滤波器的波导接收口，另一个矩形波导开口为所述波导滤波器的波导发射口。本发明通过在波导滤波器的波导腔体的顶面开设有两个位于同一平面内的矩形波导开口，分别作为所述波导滤波器的波导接收口和波导发射口，使所述波导滤波器能够简单方便的与上变频器PCB板相贴合，降低了装配难度。
Description
技术领域
本发明属于Ka波段通信领域，尤其涉及一种波导滤波器及Ka波段上变频器。
背景技术
Ka波段毫米波在卫星通信领域的应用越来越广泛，Ka波段上变频器作为毫米波收发机的重要部件，是实现卫星通信的关键器件，而Ka波上变频器中的Ka波段滤波器是影响发射链路性能的重要器件之一。现有的Ka波段滤波器主要有波导滤波器和平面滤波器两种，波导滤波器因其加工工艺要求相对较低、滤波性能好等特点而被广泛采用。
然而，现有的波导滤波器的波导接收口和波导发射口不在同一平面内，导致将波导滤波器应用于Ka波段上变频器时，不能与Ka波段上变频器的PCB板直接贴合，不利于装配。
发明内容
本发明的目的在于提供一种波导滤波器及Ka波段上变频器，旨在解决现有的波导滤波器的波导输入端口和波导输出端口不在同一平面内，导致将波导滤波器应用于Ka波段上变频器时，不能与Ka波段上变频器的PCB板直接贴合，不利于装配的问题。
本发明是这样实现的，一种波导滤波器，包括波导腔体和固定在所述波导腔体中央的E面金属膜片，所述波导腔体的顶面开有两个矩形波导开口，所述两个矩形波导开口位于同一平面内，其中一个矩形波导开口为所述波导滤波器的波导接收口，另一个矩形波导开口为所述波导滤波器的波导发射口。
优选的，所述波导腔体包括对合设置的上腔体和下腔体，所述上腔体中央为底面开有所述两个矩形波导开口的矩形凹槽，所述下腔体中央为梯形凹槽或矩形凹槽，所述E面金属膜片固定在所述上腔体和所述下腔体之间，所述上腔体、所述下腔体和所述E面金属膜片共同形成所述波导滤波器的谐振腔。
优选的，当所述下腔体中央为梯形凹槽时，所述梯形凹槽的坡度为5°～85°。
优选的，所述上腔体、所述下腔体和所述E面金属膜片通过紧固件紧固。
优选的，所述E面金属膜片由单片金属膜片构成，所述单片金属膜片通过镂空工艺形成沿其长度方向依次排列且宽度相等的至少两条金属线，相邻金属线不等间隔分布，所述波导腔体通过所述至少两条金属线间隔形成至少三个谐振腔体结构。
优选的，所述至少两条金属线的长度按照金属线的分布顺序以中间m条金属线为基准向两侧递减，当m＞1时，所述中间m条金属线的长度相等，其中，m为大于0的正整数。
优选的，所述E面金属膜片为单金属膜片、混合金属膜片或双面覆盖超导膜的金属膜片。
本发明实施例还提供一种Ka波段上变频器，包括上变频器PCB板，还包括如前所述的波导滤波器，所述两个矩形波导开口与所述上变频器PCB板相贴合。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
通过在波导滤波器的波导腔体的顶面开设有两个位于同一平面内的矩形波导开口，分别作为所述波导滤波器的波导接收口和波导发射口，使所述波导滤波器能够简单方便的与上变频器PCB板相贴合，降低了装配难度。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的波导滤波器的基本立体结构示意图
图2是本发明实施例二提供的波导滤波器的爆炸结构图；
图3是本发明实施例二提供的上腔体和下腔体的立体结构图；
图4是本发明实施例二提供的E面金属膜片的结构示意图；
图5是本发明实施例三提供的E面金属膜片的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供的波导滤波器包括波导腔体20和E面金属膜片(图中未示出)。
波导腔体20顶面开有两个矩形波导开口24，矩形波导开口24和矩形波导开口24位于同一平面内，其中一个矩形波导开口为波导滤波器10的波导接收口，另一个矩形波导开口为波导滤波器的波导发射口；E面金属膜片固定在波导腔体20的中央。
本实施例，通过在波导滤波器的波导腔体的顶面开设有两个位于同一平面内的矩形波导开口，分别作为所述波导滤波器的波导接收口和波导发射口，使所述波导滤波器能够简单方便的与上变频器PCB板相贴合，降低了装配难度。
实施例二
如图2所示，在本实施例中，波导滤波器包括由上腔体21和下腔体23组成的波导腔体以及E面金属膜片22；
在装配时，上腔体21和下腔体23对合设置构成波导腔体20；
E面金属膜片22固定在上腔体21和下腔体23之间；
上腔体21、E面金属膜片22和下腔体23通过紧固件紧固；
本实施例中优选上腔体21、E面金属膜片22和下腔体23通过沿各自长度 方向设置的多个螺纹孔26和对应的螺栓(图中未示出)连接固定在一起；
上腔体21、E面金属膜片22和下腔体23共同形成波导滤波器的谐振腔。
在具体应用中，上腔体21、E面金属膜片22和下腔体23和也可以通过其他方式固定，例如上下对合的卡扣结构。
如图3所示，在本实施例中，上腔体21的中央为两端分别开有矩形波导开口24的矩形凹槽；
下腔体23的中央为梯形凹槽或矩形凹槽，当所述下腔体中央为梯形凹槽时，所述梯形凹槽的坡度为5°～85°；
本实施例中优选下腔体23中央为两端是腔壁斜坡25的梯形凹槽，腔壁斜坡25的坡度为45°。
本实施例通过将上腔体、E面金属膜片和下腔体固定连接构成可拆卸式的波导滤波器，使用户可以根据需要对上腔体、下腔体和E面金属膜片进行更换，便于在对波导滤波器的中心频率和耦合系数有不同要求时，将具有不同腔体尺寸的上、下腔体和不同宽度的E面金属膜片组合固定在一起。
在一实施例中，E面金属膜片由单片金属膜片构成，单片金属膜片通过镂空工艺形成沿其长度方向依次排列且宽度相等的至少两条金属线，相邻金属线不等间隔分布，所述波导腔体通过所述至少两条金属线间隔形成至少三个谐振腔体结构。
所述至少两条金属线的长度按照金属线的分布顺序以中间m条金属线为基准向两侧递减，当m＞1时，所述中间m条金属线的长度相等，其中，m为大于0的正整数。
所述E面金属膜片为单金属膜片、混合金属膜片或双面覆盖超导膜的金属膜片。
在具体应用中，E面金属膜片的尺寸和材质及其上面镂空形成的金属线的数量和尺寸均可以根据需要设置；例如，E面金属膜片可以设置为由六条金属线形成的七腔体结构、五条金属线形成的六腔体结构、四条金属线形成的五腔 体结构、三条金属线形成的四腔体结构或两条金属线形成的三腔体结构。
如图5所示，本实施例提供的E面金属膜片22由单片金属膜片构成，单片金属膜片22通过镂空工艺形成沿其长度方向依次排列且宽度相等的两条金属线221，相邻金属线221不等间隔分布，波导腔体20通过两条金属线间隔形成三个谐振腔体结构222，沿单片金属膜片22的长度方向设置有用于装配固定的螺纹孔223。
实施例三
如图5所示，在本实施例中，E面金属膜片30由单片金属膜片构成，单片金属膜片30通过镂空工艺形成沿其长度方向依次排列且宽度相等的七条金属线31，相邻金属线31不等间隔分布，波导腔体通过七条金属线间隔形成八个谐振腔体结构32，沿单片金属膜片30的长度方向设置有用于装配固定的螺纹孔33。
在本实施例中，七条金属线31的宽度均为3.550mm，长度按照分布顺序依次为0.450mm、2.150mm、2.600mm、2.650mm、2.600mm、2.150mm、0.450mm；E面金属膜片由厚度为0.1±0.01mm铜箔材料制成。
本实施例通过选用上述尺寸结构的E面金属膜片，可使波导滤波器具有较宽的带宽，中心频率在29.75GHz左右，3dB带宽约为～1.1GHz；对于Ka波段上变频器，其频率范围可以为29.5GHz～30GHz，带宽为0.5GHz；当E面金属膜片的加工厚度在0.1±0.01mm范围内时，波导滤波器的性能几乎不变，相对于传统的波导滤波器，本实施例提供的波导滤波器对E面金属膜片的加工精度要求大大降低，在保证性能的同时，大大降低了波导滤波器的生产要求。
本发明还提供一种Ka波段上变频器，包括上变频器PCB板，还包括如前所述的波导滤波器，所述两个矩形波导开口与所述上变频器PCB板相贴合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种波导滤波器，包括波导腔体和固定在所述波导腔体中央的E面金属膜片，其特征在于，所述波导腔体的顶面开有两个矩形波导开口，所述两个矩形波导开口位于同一平面内，其中一个矩形波导开口为所述波导滤波器的波导接收口，另一个矩形波导开口为所述波导滤波器的波导发射口。
2.如权利要求1所述的波导滤波器，其特征在于，所述波导腔体包括对合设置的上腔体和下腔体，所述上腔体中央为开有所述两个矩形波导开口的矩形凹槽，所述下腔体中央为梯形凹槽或矩形凹槽，所述E面金属膜片固定在所述上腔体和所述下腔体之间，所述上腔体、所述下腔体和所述E面金属膜片共同形成所述波导滤波器的谐振腔。
3.如权利要求2所述的波导滤波器，其特征在于，当所述下腔体中央为梯形凹槽时，所述梯形凹槽的坡度为5°～85°。
4.如权利要求2所述的波导滤波器，其特征在于，所述上腔体、所述下腔体和所述E面金属膜片通过紧固件紧固。
5.如权利要求1或2所述的波导滤波器，其特征在于，所述E面金属膜片由单片金属膜片构成，所述单片金属膜片通过镂空工艺形成沿其长度方向依次排列且宽度相等的至少两条金属线，相邻金属线不等间隔分布，所述波导腔体通过所述至少两条金属线间隔形成至少三个谐振腔体结构。
6.如权利要求5所述的波导滤波器，其特征在于，所述至少两条金属线的长度按照金属线的分布顺序以中间m条金属线为基准向两侧递减，当m＞1时，所述中间m条金属线的长度相等，其中，m为大于0的正整数。
7.如权利要求5所述的波导滤波器，其特征在于，所述E面金属膜片为单金属膜片、混合金属膜片或双面覆盖超导膜的金属膜片。
8.一种Ka波段上变频器，包括上变频器PCB板，其特征在于，还包括如权利要求1～7任一项所述的波导滤波器，所述两个矩形波导开口与所述上变频器PCB板相贴合。
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