CN201820867U - 带信号导件的微波频段合路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种带信号导件的微波频段合路器，包括两个波导腔体和连接该对波导腔体的耦合板，以及分别套设上、下波导腔体同端用于转接信号方向的信号导件，所述耦合板设有关于其纵长轴线对称的两个耦合槽孔，用于耦合两波导腔之间的信号；每个波导腔体的顶壁处均设有匹配器，用于完成两波导腔的信号匹配，两个波导腔体的匹配器关于该耦合板对称设置；所述信号导件为中空件，其内腔设有阶梯状壁面。本实用新型提出的带信号导件的微波频段合路器，由于对耦合槽孔、波导腔体内阶梯状匹配器、信号导件内腔台阶等进行综合设计，使得合路器的调节更为灵活方便，无论是带宽还是耦合能量大小，都有其绝对优势，从而使性能大为改善。

Description

带信号导件的微波频段合路器 

【技术领域】

本实用新型涉及一种微波无源器件，尤其涉及一种掏腔结构整体对接的带信号导件的微波频段合路器。 

【技术背景】

微波通信是目前国际上常用的无线通信手段之一，被广泛的应用于数据传输、广播电视传送、卫星通信、移动通信等领域。合路器是无线传输产品的室外三端口网络器件，连接天线和两个室外单元(ODU)，即两个收发一体信道通过合路器共用一个天线。 

合路器连接天线和ODU单元，它的存在必然会带来天线的插损增大，驻波抬高，从而降低天线的性能。所以合路器的设计就是要使合路器在工作条件下带来的性能恶化不超过规定的限度。 

为达到这个目的，对于波导宽边耦合形式的合路器，目前采用的最简单的方法就是如图1所示，在合路器的中间隔板1′处沿着宽边向波导中心对称地加上两个耦合槽孔13′，15′，耦合槽孔13′，15′两侧有一定的金属补偿3′。对于这样的合路器，天线的插损曲线在频带内不平衡，尤其是三个端口的驻波恶化较大，不利于规模化生产。 

如图1所示的合路器输出信号时，其接头是沿波导腔体21′，22′的纵长方向接入的，实践中，常需要将两个波导腔体21′，22′的信号合路转向90度输出，故增加一对E型弯头作为信号导件6′使用，该信号导件6′内部外侧壁处一般设有凹形球面或者斜坡状壁面65′，这种设计需配合合路器本身的具体结构进行，方能获得较好的匹配效果。 

因此，合路器的结构变化与信号导件的结构改进必须同步进行，而传统的这种合路器及其信号导件的结合，会导致天线的插损曲线在频带内不平衡，尤其是三个端口的驻波恶化比较大，不利于大规模生产。 

【实用新型内容】

为此，本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种带信号导件的微波频段合路器，以改善其整体性能。 

为实现该目的，本实用新型采用如下技术方案： 

本实用新型公开一种带信号导件的微波频段合路器，包括两个由基板和自基板两侧直角折出的臂板构成的波导腔体和连接该对波导腔体的开口以与之形成两个波导腔体的耦合板，以及分别套设上、下波导腔体同端用于转接信号方向的信号导件，所述耦合板设有关于其纵长轴线对称的两个耦合槽孔，用于耦合两个波导腔体之间的信号；每个波导腔体的顶壁处均设有匹配器，用于完成波导腔体两端的信号匹配，两个波导腔体的匹配器关于该耦合板对称设置；所述信号导件为中空件，其内腔设有台阶状壁面。 

所述匹配器朝向波导腔体顶壁的面为一平面，而与之相反的面上，沿波导腔体纵长方向设有自中部向该纵长方向两侧对称渐次下降的阶梯。 

所述信号导件整体呈“L”型，内部为中空“L”型腔，在“L”型腔的转角位上，设置若干台阶，其台阶所在的腔壁上形成有缺口以与波导腔体相连接。 

根据本实用新型一个实施例所揭示，所述耦合槽孔呈纵长状，其靠近耦合板纵长轴线的侧边两端设有过渡到该耦合槽孔另一侧边的弧形渐收部。 

根据本实用新型另一实施例所揭示，所述耦合槽孔靠近耦合板中部的侧边中，在所述两端的弧形渐收部之间，形成一凹向该耦合槽孔另一侧边的凹状部。 

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点： 

首先，本实用新型提出的带信号导件的微波频段合路器，由于耦合槽孔和腔体内匹配器两者并用，由耦合槽孔主要负责两个波导腔体之间的信号耦合，而由匹配器主要负责波导腔体两端信号的匹配，使得期间调节灵活方便，无论是带宽还是耦合能量大小，都能通过调节耦合槽孔和/或匹配器获得较大的优势，从而使合路器的整体性能大为改善； 

其次，由于本实用新型的带信号导件的微波频段合路器结构上完全对称——两个波导腔体内的两个匹配器尺寸完全一样，耦合板上面的两个耦合槽 孔也关于波导中心对称，此举可降低成本，提高产品合格率和生产效益； 

再者，适应合路器自身结构的改进，本实用新型的信号导件的阶梯状独特设计，实现电磁波传输方向改变的匹配，能与合路器达到更好的配合，从而使合路器的整体性能即使是在信号接口被弯折时也能达到完美的匹配效果。 

【附图说明】

图1为传统的一种带信号导件的合路器的结构示意图； 

图2为本实用新型带信号导件的微波频段合路器的组装结构示意图； 

图3为本实用新型的耦合板与匹配器的立体图； 

图4为本实用新型的耦合板的俯视图； 

图5为图4所示耦合板中耦合槽孔经改进后的俯视图。 

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明： 

请参阅图2和图3，本实用新型带信号导件的微波频段合路器，为掏腔结构器件，包括上波导腔体21、下波导腔体22、上匹配器31、下匹配器32以及耦合板1，在此基础上，还配备一对具有相同结构的信号导件6。 

所述上波导腔体21与下波导腔体22两者完全一致，均由同一截面纵长拉伸成型，其截面大致呈 

型，具有一基板201及自该基板201两端直角折出的臂板204，208，由此形成滑槽状。 

上波导腔体21与下波导腔体22以各自的开口相对向而对称设置，即如图2所示，上波导腔体21与下波导腔体22的开口均与耦合板1相锁固，由此，上波导腔体21与耦合板1之间形成一纵长通孔即上波导腔210，下波导腔体22与耦合板1之间形成另一纵长通孔即下波导腔220，此时，由两个波导腔210，220便形成四个端口。 

由于合路器为可逆器件，即，合路器既可用于对多路信号进行合路形成一路输出，也可反之将一路信号分路为多路输出。故可利用本合路器的四个端口对信号进行合路或分路。例如，图2所示上波导腔210的左侧端口可用 于接受一路信号的输入(可逆向输出一路合路后信号)，而下波导腔220的左侧端口可用于匹配负载(未图示)，上波导腔210与下波导腔220的右侧共两个端口则可分别用于输出分路信号(可逆向输入两路信号用于合路)。 

显然，上波导腔210与下波导腔220之间需要相互耦合信号才能实现所述的合路或分路功能。为此，参阅图2至4，所述耦合板1上，设有一对耦合槽孔13，15，该对耦合槽孔13，15关于耦合板1的纵长轴线5对称设置，耦合槽孔13，15的纵长方向与耦合板1的纵长方向重合，且，同一耦合槽孔13或15自身也为轴对称结构。理论上，两对耦合槽孔13，15形成的整体，在耦合板1上被严格置中安装，而在实践中，物理学上的合理误差应是允许的。 

请具体参阅图3和图4，所述耦合槽孔13的靠近耦合板1纵长轴线5的侧边102的两端被设计成弧形渐收部1021，1022，即，该侧边102的两端以弧形过渡渐收到本耦合槽孔13远离耦合板1纵长轴线的侧边101上。耦合槽孔15因与耦合槽孔13具有对称结构而不行赘述。 

为进一步增强耦合效果，作为另一实施例，请参阅图5，耦合槽孔13的靠近耦合板1纵长轴线5的侧边102的中部，也即非所述弧形过渡部1021，1022处，还设置有凹向耦合槽孔13另一侧边101的内凹部1023，由此，该靠近纵长轴线5的侧边102两端外凸而中部内凹，形成一波浪状设计，根据波导宽边上电场分布相关理论，可进一步起到拓宽频带的作用。 

请再次参阅图2和图3，所述耦合槽孔13，15通过进一步与匹配器31，32配合设置，起到综合改善本实用新型的合路器的性能的作用。 

所述的上匹配器31和下匹配器32，在物理结构上完全一致，这样，当其各自与上波导腔体21和下波导腔体22相装设时，便容易起到完全对称的作用。图2示出了下波导腔体22中部装设下匹配器32的示例，下匹配器32在下波导腔体22中被严格置中安装，是为了与耦合槽孔13，15的严格置中安装相对应，也自然是为了保证与上波导腔体21中上匹配器31的对称关系。 

如图3所示，所述下匹配器32与图2中下波导腔体22的顶壁(即正面 朝向耦合板1的基板201板壁，在图2中表现为底)相装设，故下匹配器32的底面形成如图3中上匹配器31所示的平面30(因下匹配器32的底面未示出)。当然，匹配器31，32与波导腔体21，22之间的具体组装方式，在不影响本实用新型电气性能的前提下，均可以灵活处理，本领域内普通技术人员应当知晓此一原理。 

而在图3所示的下匹配器32的另一面30′，沿下波导腔体22的纵长方向上，自下匹配器32自身的中部向左右两侧延伸，设有渐次下降的若干阶梯300，而且，左右两侧的阶梯300关于下匹配器32自身对称。匹配器31，32完成匹配的功能主要由其整体结构实现，其匹配效果受其整体结构、阶梯层数及微调柱等影响。 

因上匹配器31的结构与下匹配器32的结构完全相同，故不行赘述。 

上匹配器31与下匹配器32分别装设入上波导腔体21与下波导腔体22后，再通过上波导腔体21与下波导腔体22于耦合板1两侧与耦合板1对称安装，即可形成本实用新型的微波频段合路器。 

所述的信号导件6需被结合在前述的微波频段合路器上，该两个信号导件6分别被套设在合路器上、下波导腔体21，22同端的两个输出端上。 

以图2上方为例，本实施例中的信号导件6在公知的E形弯头的基础上改进，其整体呈“L”型，内部掏腔形成一“L”型腔60，其两臂之一61的开口用于与一个波导腔体21相连接，故其底部(靠近耦合板处)被形成一缺口610，以便使其与该波导腔体21相套设时获得较高的便利度，而两臂之二62则自然直角折出，由此，合路器输出的信号被转为垂直于上波导腔体21的纵长方向输出。 

为了实现该信号导件6与前述的合路器之间的良好匹配，在其“L”型腔60中，自其缺口部位610起，至另一臂62的相应内腔壁上，设有渐次升高的台阶65，台阶65的层数及具体形状可通过实际调试确定。由此，“L”型腔60内部形成一台阶状壁面。 

两个信号导件6由于具有相同结构而不对另一信号导件进行赘述。通过 在信号导件6内部设置所述台阶65，可实现波导腔内信号在被转向连接时的良好匹配。 

信号导件6的整体形状也可为公知的H形弯头的形状，在此不行赘述。 

本实用新型带信号导件6的微波频段合路器，正是通过耦合槽孔13，15的特殊形状设计和阶梯状的匹配器31，32以及具有内部台阶的信号导件6的综合设计而实现的，其中，匹配器31，32主要完成波导腔210，220两端信号的匹配，包括匹配器31，32的整体形状以及其阶梯300层数、阶梯300形状在内，以及包括信号导件6的内部台阶65的层数及形状在内，均会对匹配效果、耦合量等起到相应的影响，具体的设置由本领域普通技术人员在通读本实用新型后，在实践中，配合对耦合孔的形状的微调进行检测、调试、最终确定。 

综上所述，本实用新型提出的带信号导件的微波频段合路器，由于对耦合槽孔、波导腔体内阶梯状匹配器、信号导件内腔台阶等进行综合设计，使得合路器的调节更为灵活方便，无论是带宽还是耦合能量大小，都有其绝对优势，从而使性能大为改善。 

本实用新型已在毫米波段内的任意耦合能量中生产出未公开的正式产品，性能测试良好，满足市场要求，对于其它任意耦合能量，满足一定频带宽的合路器也都有广泛的用途。 

本实用新型尽管只给出以上实施例，但是，本领域内普通技术人员在通读本说明书后，结合公知常识，应能联想到更多的具体实施方式，但是这样的具体实施方式并不超脱本实用新型权利要求的精神，任何形式的等同替换或简单修饰均应视为被本实用新型所包括的实施例。 

Claims (5)

1.一种带信号导件的微波频段合路器，包括两个由基板和自基板两侧直角折出的臂板构成的波导腔体和连接该对波导腔体的开口以与之形成两个波导腔的耦合板，以及分别套设上、下波导腔体同端用于转接信号方向的信号导件，其特征在于：

所述耦合板设有关于其纵长轴线对称的两个耦合槽孔，用于耦合两个波导腔之间的信号；每个波导腔体的顶壁处均设有匹配器，用于完成波导腔体两端的信号匹配，两个波导腔体的匹配器关于该耦合板对称设置；所述信号导件为中空件，其内腔设有台阶状壁面。

2.根据权利要求1所述的带信号导件的微波频段合路器，其特征在于：所述匹配器朝向波导腔体顶壁的面为一平面，而与之相反的面上，沿波导腔体纵长方向设有自中部向该纵长方向两侧对称渐次下降的阶梯。

3.根据权利要求1所述的带信号导件的微波频段合路器，其特征在于：所述信号导件整体呈“L”型，内部为中空“L”型腔，在“L”型腔的转角位上，设置若干台阶，其台阶所在的腔壁上形成有缺口以与波导腔体相连接。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的带信号导件的微波频段合路器，其特征在于：所述耦合槽孔呈纵长状，其靠近耦合板纵长轴线的侧边两端设有过渡到该耦合槽孔另一侧边的弧形渐收部。

5.根据权利要求4所述的带信号导件的微波频段合路器，其特征在于：所述耦合槽孔靠近耦合板中部的侧边中，在所述两端的弧形渐收部之间，形成一凹向该耦合槽孔另一侧边的凹状部。 

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