CN110718734A - 一种基于矩形波导的双向耦合检波器及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于矩形波导的双向耦合检波器及方法，涉及双定向耦合检波器技术领域，包括检波器，所述检波器包括微波电路，还包括双定向波导耦合器；所述双定向波导耦合器包括主腔体，所述主腔体设有主路直通波导，且该主路直通波导的两端分别为输入波导和输出波导；所述主路直通波导两侧均设有耦合支路；各所述耦合支路分别连接有所述检波器，所述检波器还包括侧腔体，所述侧腔体设有至少两个波导凹槽，各所述波导凹槽与该侧腔体所对应的耦合支路形成耦合端口和隔离端口，本发明提供的基于矩形波导的双向耦合检波器集成度高，双定向耦合器和检波器在结构上联合设计，减小了体积，减少了安装复杂度，保证了组件装配精度。

Description

一种基于矩形波导的双向耦合检波器及方法
技术领域
本发明涉及双定向耦合检波器技术领域，尤其涉及一种基于矩形波导的双向耦合检波器及方法。
背景技术
波导耦合检波器是毫米波系统中广泛应用的一种组件，其功能是将主传输路径上的信号按一定比例分配到耦合端口，在耦合端口对信号进行检波，检波后一般得到相应直流电压，上报分机或系统，用于设备状态监控或自动控制。
对于毫米波功率放大组件而言，通常要求在输出端口对输出信号和反射信号进行双向检测，以便于把控设备的输出状态和反射情况，若输出功率异常或反射较大，及时关闭设备，检查维修。
现有波导耦合检波器的主要包括：
1、仅可实现单向耦合检波；
2、可实现双向耦合检波，但无法同时进行，需用开关切换；
3、双向耦合器和检波器独立设计，再通过相应电路结构连接，尺寸较大，设计装配较复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对以上技术问题，提供一种能同时实现双向耦合检波且结构紧凑的双向波导耦合检波器及方法。
本发明提供的一种基于矩形波导的双向耦合检波器，包括检波器，所述检波器包括微波电路，还包括双定向波导耦合器；
所述双定向波导耦合器包括主腔体，所述主腔体设有主路直通波导且该主路直通波导的两端分别为输入波导和输出波导；所述主路直通波导两侧均设有耦合支路；
各所述耦合支路分别连接有所述检波器，所述检波器还包括侧腔体，所述侧腔体设有至少两个波导凹槽，各所述波导凹槽与该侧腔体所对应的耦合支路形成耦合端口和隔离端口；
所述检波器和双定向耦合器在结构组成上联合设计,共同形成功能电路。
所述侧腔体设有两个波导凹槽，且设置在所述侧腔体的同一面，并分别与耦合支路的两端对齐，其中一个与耦合支路形成耦合端口，另一个与耦合支路形成隔离端口，所诉耦合端口还与所述微波电路有连接。
更进一步的，所述耦合支路为两个，且设置在所述主路直通波导的相对两侧。
更进一步的，所述主路直通波导上设有与所述耦合支路连通的耦合孔，所述耦合孔的数量和尺寸根据所需耦合度和隔离度指标设计。
更进一步的，各所述耦合支路的两端均设有倒角，所述倒角为斜面切角，用于将波导转向。
更进一步的，所述隔离端口的内部填充有吸收材料，使隔离效果更好。
更进一步的，所述侧腔体在波导凹槽相对的一面设有安装所述微波电路的凹槽；所述微波电路包括波导转微带电路、检波电路和控制比较电路，以确保微波电路密封性，在所述侧腔体上的微波电路安装面外设有盖板。
更进一步的，所述主腔体上设有第一销孔，所述侧腔体上设有与之匹配的第二销孔，其中，主腔体上的销孔对称设在耦合支路的两端，以实现第一耦合支路与耦合端口和隔离端口的精确定位。
本发明还提供了一种基于矩形波导的双向耦合检波方法该方法适用于上述任一项的双向耦合检波器，主要包括以下步骤：
将主路直通波导上的信号按一定比例分配到各个耦合端口，并分别传输至对应的检波器上的微波电路；
微波电路将接收的信号转变为微带信号；
对该微带信号进行检测，得到检波信号，并将检波信号和预设门限信号进行比较,得到比较结果；
将双向耦合检波的比较结果传输至客户端进行显示；
若所述检波结果中输出信号的功率异常或反射信号的功率较大，则关闭在主传输路径上的设备，并对其进行检查维修。
通过采用以上的技术方案，本发明提供的基于矩形波导的双向耦合检波器集成度高，双定向耦合器和检波器在结构上联合设计，减小了体积，减少了安装复杂度，保证了组件装配精度。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为主腔体和检波器的结构示意图；
图2为主腔体设置耦合支路面的示意图；
图3为侧腔体设置凹槽面的示意图；
图4为侧腔体安装微波电路面的示意图；
图5为本发明双向耦合检波器的剖视图；
附图标注如下：
主腔体-1，第一侧腔体-2，第二侧腔体-3，第一盖板-4，第二盖板-5，输入波导-6，输出波导-7，第一耦合支路-8，第二耦合支路-9，供电端-10，检波电压端-11，耦合孔-12，第一斜面切角-13，第二斜面切角-14，耦合端-15，隔离端-16，波导转微带电路17，检波芯片18，控制比较电路19，销孔-20。
具体实施方式
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
本发明提供的一种基于矩形波导的双向耦合检波器的主腔体和检波器的结构示意图如图1所示。由主腔体1、第一侧腔体2、第二侧腔体3、第一盖板4、第二盖板5组成。主腔体1的两端分别为输入波导6和输出波导7，主腔体1的两个侧面为第一耦合支路8和第二耦合支路9，第一侧腔体2和第二侧腔体3为相同结构，其侧面为微波电路的供电端10和检波电压端11。
所述第一耦合支路8和第二耦合支路9相对于主腔体1的关系相同，如图2所示为主腔体设置耦合支路面的示意图，为第一耦合支路8或第二耦合支路9。根据所需耦合度、隔离度指标，设计相应耦合孔12的数量和尺寸。
所述第一耦合支路8两端为第一斜面切角13和第二斜面切角14，第一斜面切角13和第二斜面切角14为相同结构，用于将波导转向，在图5中有更清晰的展示。
图3所示为侧腔体设置凹槽面的示意图，腔体两端各加工一个波导槽，其中一个为耦合端15，另一个为隔离端16。实际使用时，需在隔离端内部填充吸收材料。
图4所示为侧腔体安装微波电路面的示意图，波导转微带电路17实现将耦合端15的信号传输模式由波导转变为微带，检波芯片18实现信号的检测，控制比较电路19实现供电以及检测信号的比较输出。两侧的销孔20实现第一耦合支路8与耦合端15和隔离端16的精确定位。
图5所示为本发明双向耦合检波器的剖视图，可以看出，本发明的主腔体1、第一侧腔体2和第二侧腔体3相应结构联合形成了六端口双定向耦合器，六个端口即输入波导、输出波导、第一耦合端口、第一隔离端口、第二耦合端口和第二隔离端口。同时，第一侧腔体2和第二侧腔体3中安装所述检波电路，集成化设计装配，极大地缩小的体积，简化了安装。
本发明还提供了一种基于矩形波导的双向耦合检波方法该方法适用于上述任一项的双向耦合检波器，主要包括以下步骤：
将主路直通波导上的信号按一定比例分配到各个耦合端口15、16，并分别传输至对应的检波器上的微波电路；
微波电路将接收的信号转变为微带信号；
对该微带信号进行检测，得到检波信号，并将检波信号和预设门限信号进行比较,得到比较结果；
将双向耦合检波的比较结果传输至客户端进行显示；
若所述检波结果中输出信号的功率异常或反射信号的功率较大，则关闭在主传输路径上的设备，并对其进行检查维修。
经过实验验证，本实施例可以实现整个Ka频段的宽带耦合检波，耦合精度、直通损耗等指标均满足Ka全频段使用需求。
以上所述的具体实施例，仅是对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实例而已，但并不仅限于本实例，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于矩形波导的双向耦合检波器，包括检波器和双定向波导耦合器，所述检波器包括微波电路，其特征在于：
所述双定向波导耦合器包括主腔体，所述主腔体设有主路直通波导，且该主路直通波导的两端分别为输入波导和输出波导；所述主路直通波导两侧均设有耦合支路；
各所述耦合支路分别连接有所述检波器，所述检波器还包括侧腔体，所述侧腔体设有至少两个波导凹槽，各所述波导凹槽与该侧腔体所对应的耦合支路形成耦合端口和隔离端口；
所述检波器和双定向耦合器在结构组成上联合设计,共同形成功能电路。
2.如权利要求1所述的基于矩形波导的双向耦合检波器，其特征在于：所述耦合支路为两个且设置在所述主路直通波导的相对两侧。
3.如权利要求1所述的基于矩形波导的双向耦合检波器，其特征在于：所述侧腔体设有两个波导凹槽，且设置在所述侧腔体的同一面。
4.如权利要求1所述的基于矩形波导的双向耦合检波器，其特征在于：所述主路直通波导上设有与所述耦合支路连通的耦合孔。
5.如权利要求1所述的基于矩形波导的双向耦合检波器，其特征在于：各所述耦合支路的两端均设有倒角。
6.如权利要求1所述的基于矩形波导的双向耦合检波器，其特征在于：所述隔离端口的内部填充有吸收材料。
7.如权利要求1所述的基于矩形波导的双向耦合检波器，其特征在于：所述微波电路包括波导转微带电路、检波电路和控制比较电路。
8.如权利要求1所述的基于矩形波导的双向耦合检波器，其特征在于：所述主腔体上设有第一销孔，所述侧腔体上设有与之匹配的第二销孔。
9.一种基于矩形波导的双向耦合检波方法，其特征在于：包括如权利要求1-8任意一项所述的双向耦合检波器，还包括以下步骤：
将主路直通波导上的信号按一定比例分配到各个耦合端口，并分别传输至对应的检波器上的微波电路；
微波电路将接收的信号转变为微带信号；
对该微带信号进行检测，得到检波信号，并将检波信号和预设门限信号进行比较,得到比较结果；
将双向耦合检波的比较结果传输至客户端进行显示；
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