CN201204241Y - 一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件，由同轴带通滤波器和固定在其腔体外侧的两个同轴定向耦合器连接组成，两个定向耦合器为分别与带通滤波器相接的输入耦合器和输出耦合器，两个定向耦合器与带通滤波器间均通过传输线进行匹配连接，定向耦合器的耦合口和负载口以及输入或输出端口上均设置有电连接器，电连接器固定在定向耦合器的腔体外侧；输入耦合器的输入端口为公共输入端口，输出耦合器的输出端口为公共输出端口；而带通滤波器为多阶滤波器。本实用新型结构紧凑、设计电路简单、可靠性高且体积重量小，具有滤波、输入耦合及输出耦合三种功能。

Description

一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件

技术领域

本实用新型涉及一种滤波器，尤其是涉及一种适用于导航卫星中的一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件。

背景技术

随着卫星技术的发展，导航卫星的总体需求也不断提高，其工作在L波段的滤波器和耦合器工作时，必须提供一个主通道和两个耦合通道，因此总共有四个端口，分别是输入端口、输出端口、耦合口一以及耦合口二，该类组件广泛应用于导航卫星有效载荷中，另外还可以广泛应用于其它卫星有效载荷和地面通信系统中。传统的设计是将一个同轴带通滤波器和两个同轴耦合器进行级联，重量体积庞大，不能满足卫星有效载荷对该部件的体积、重量要求，而且滤波器的插入损耗增加，同时，也增加了系统的噪声。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件，其结构紧凑、设计电路简单、可靠性高且体积重量小，具有滤波、输入耦合及输出耦合三种功能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件，其特征在于：由同轴带通滤波器和固定在其腔体外侧的两个同轴定向耦合器连接组成，所述两个定向耦合器为分别与带通滤波器相接的输入耦合器和输出耦合器，所述两个定向耦合器与带通滤波器间均通过内部传输线进行匹配连接；所述定向耦合器的耦合口和负载口以及其输入或输出端口上均设置有电连接器，电连接器固定在所述定向耦合器的腔体外侧；所述输入耦合器的输入端口为输入端口，输出耦合器的输出端口为输出端口；所述带通滤波器为多阶滤波器。

所述定向耦合器包括由下部腔体和盖板组成的腔体，所述腔体内部设置有多个耦合杆；所述电连接器固定在盖板上。

所述带通滤波器由腔体、设置在腔体上的调谐螺钉以及设置在腔体内的谐振器圆杆和交叉耦合杆组成，所述腔体内设置的谐振器间通过中间耦合槽进行耦合，所述交叉耦合杆上还设置有交叉耦合支撑介质；所述谐振器包括输入谐振器、中间级谐振器和输出谐振器。

所述带通滤波器为6阶不对称类椭圆函数滤波器。

所述内部传输线的一端和所述输入谐振器或输出谐振器的谐振器圆杆相接，其另一端和与所述定向耦合器的耦合杆相接。

所述带通滤波器的输入端口和输出端口均为用于安装SMA接头的SMA孔。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点，1、结构紧凑、设计电路简单、加工制作简便且可靠性高；2、采用一体化的设计新思路，使体积重量大为减少，能满足卫星有效载荷对该部件体积重量的要求，同时使安装在接收机前端的预选滤波器节省了两个连接端口及两节RF电缆；3、具有滤波、输入耦合及输出耦合三种功能，在输出端口可以接收到主通道、输入耦合通道和输出耦合通道的三个信号。总之，本实用新型利用低通滤波器侧壁耦合技术，将两个低通滤波器与带通滤波器集成一体，提供一种新型的宽阻带高谐波抑制滤波器，其实用性强，性能稳定，提高了滤波器的整体性能和可靠性。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理示意图。

图2为本实用新型的整体结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为图2的仰视图。

图5为同轴带通滤波器的结构示意图。

图6为图2的A-A剖视图。

图7为输出耦合器的结构示意图。

图8为图7的B-B剖视图。

附图标记说明：

1—输入耦合器；         2—带通滤波器；         3—输出耦合器；

4—传输线；             5—公共输入端口；       6—公共输出端口；

7—耦合口一；           8—耦合口二；           9—螺钉；

10—负载口；            13—谐振器圆杆；        15—交叉耦合杆；

16—中间耦合槽；        17—交叉耦合支撑介质；  18—下部腔体；

19—盖板；              20—耦合杆；            21—支撑介质；

22—电连接器；          23—腔体。

具体实施方式

结合图1、图2、图3及图4，本实用新型由同轴带通滤波器2和固定在其腔体23外侧的两个同轴定向耦合器连接组成，其中，两个定向耦合器为分别与带通滤波器2相接的输入耦合器1和输出耦合器3。并且，两个定向耦合器与带通滤波器2间均通过内部传输线4进行匹配连接。并且，所述定向耦合器的耦合口和负载口10以及其输入或输出端口上均设置有电连接器22，电连接器22固定在所述定向耦合器的腔体外侧。另外，输入耦合器1的输入端口为公共输入端口5，输出耦合器3的输出端口为公共输出端口6。而带通滤波器2为多阶滤波器，其内部设置有多个谐振腔。

如图5所示，带通滤波器2具体由腔体23、设置在腔体23上的调谐螺钉、设置在腔体23内的谐振器圆杆13和交叉耦合杆15组成，所述腔体23内设置的谐振器间通过中间耦合槽16进行耦合，所述交叉耦合杆15上还设置有交叉耦合支撑介质17，所述谐振器包括输入谐振器、中间级谐振器和输出谐振器，而所述腔体23通过螺钉9进行组装固定。本具体实施例中，带通滤波器2为6阶不对称类椭圆函数滤波器，其包括六个谐振器，五个中间耦合槽16。

实际设计过程中，带通滤波器2的设计主要根据工作频率、插入损耗来选择谐振器的谐振腔腔体大小、谐振器圆杆13的直径及高度，根据带外抑制及带内特性要求确定具体的耦合矩阵，然后确定中间耦合槽16的大小及耦合探针的长度。本实施例中，在耦合矩阵中引入了交叉耦合，交叉耦合由交叉耦合杆15来实现，通过改变交叉耦合杆15的长度及直径，可以改变交叉耦合量的大小。并且，带通滤波器2的输入端口和输出端口均为用于安装SMA接头的SMA孔。

结合图6、图7及图8，所述定向耦合器包括由下部腔体18和盖板19组成的腔体以及设置在所述腔体内部的两个耦合杆20和支撑介质21，并且电连接器22均固定在盖板19上。而本实施例中，输入耦合器1内部设置有两个耦合杆20，一个与其输入端口相接，另一个通过传输线4对应与带通滤波器2的输入谐振器相接，即此通道为信号输入传输的主通道；而设置在输入耦合器1上的耦合口一7为输入耦合端口，此通道为输入信号传输的耦合通道。而输出耦合器3内部设置有两个耦合杆20，一个与其输出端口相接，另一个通过传输线4对应与带通滤波器2的输出谐振器相接，此通道为信号输出传输的主通道，而设置在输出耦合器3上的耦合口二8为输出耦合端口，此通道为输出信号传输的耦合通道。也就是说，内部传输线4的一端和带通滤波器2的输入谐振器或输出谐振器的谐振器圆杆13相接，其另一端和与所述定向耦合器的耦合杆20相接，其中与输入耦合器1相接的传输线4为输入耦合馈线，与输出耦合器3相接的传输线4为输出耦合馈线。具体是：输入耦合馈线的一端焊接在输入耦合器1的耦合杆20上，另一端穿过输入耦合器1和同轴带通滤波器2的腔壁即SMA孔直接连接到输入谐振器的谐振器圆杆13上；而输出耦合馈线一端焊接到输出谐振器的谐振器圆杆13上，另一端穿过同轴带通滤波器2即SMA孔和输出耦合器3的腔壁直接焊接到输出耦合器3的耦合杆20上，焊接后其SMA孔由堵块封住。也就是说，实际操作过程中，SMA孔具有双重功能，在组件集成前，可用于两个定向耦合器的调试和测试；在组件集成时，用作内部传输线4和耦合杆20进行焊接的焊接工艺孔。

实际设计过程中，对定向耦合器的设计主要是根据工作频率范围以及耦合度来确定耦合杆20的长度及两个耦合杆20之间的间距，另外，根据具体要求来选择所安装电连接器22的种类。本实施例中，总共有四个电连接器22，其中与所述耦合口相连的电连接器22是用来测试定向耦合器的性能，测试完毕后，将其拆下，将与带通滤波器2相接的内部传输线4焊接到耦合杆20上。

通过上述设计，本实用新型能够提供一个主通道和两个耦合通道，其主要性能为：主通道的工作频带为1540±10MHz，输入耦合通道的工作频带为1540±10MHz，输出耦合通道的工作频带为1540±10MHz，输入耦合通道的插损为40±2dB，输出耦合通道的插损为40±2dB，主通道带外抑制不小于65dB，主通道的插损变化不大于0.5dBpp，主通道群时延变化不大于6nspp，公共输入端口5的驻波比不大于1.2，公共输出端口6的驻波比不大于1.2，而耦合口一7和耦合口二8的驻波比均小于1.3。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件，其特征在于：由同轴带通滤波器(2)和固定在其腔体(23)外侧的两个同轴定向耦合器连接组成，所述两个定向耦合器为分别与带通滤波器(2)相接的输入耦合器(1)和输出耦合器(3)，所述两个定向耦合器与带通滤波器(2)间均通过内部传输线(4)进行匹配连接；所述定向耦合器的耦合口和负载口(10)以及其输入或输出端口上均设置有电连接器(22)，电连接器(22)固定在所述定向耦合器的腔体外侧；所述输入耦合器(1)的输入端口为公共输入端口(5)，输出耦合器(3)的输出端口为公共输出端口(6)；所述带通滤波器(2)为多阶滤波器。

2.按照权利要求1所述的一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件，其特征在于：所述定向耦合器包括由下部腔体(18)和盖板(19)组成的腔体，所述腔体内部设置有多个耦合杆(20)；所述电连接器(22)固定在盖板(19)上。

3.按照权利要求2所述的一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件，其特征在于：所述带通滤波器(2)由腔体(23)、设置在腔体(23)上的调谐螺钉以及设置在腔体(23)内的谐振器圆杆(13)和交叉耦合杆(15)组成，所述腔体(23)内设置的谐振器间通过中间耦合槽(16)进行耦合，所述交叉耦合杆(15)上还设置有交叉耦合支撑介质(17)；所述谐振器包括输入谐振器、中间级谐振器和输出谐振器。

4.按照权利要求1、2或3所述的一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件，其特征在于：所述带通滤波器(2)为6阶不对称类椭圆函数滤波器。

5.按照权利要求3所述的一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件，其特征在于：所述传输线(4)的一端和所述输入谐振器或输出谐振器的谐振器圆杆(13)相接，其另一端和与所述定向耦合器的耦合杆(20)相接。

6.按照权利要求1、2或3所述的一体化同轴带通滤波器和定向耦合器组件，其特征在于：所述带通滤波器(2)的输入端口和输出端口均为用于安装SMA接头的SMA孔。

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