CN201829595U - 一种用于螺旋滤波器的耦合结构 - Google Patents

一种用于螺旋滤波器的耦合结构 Download PDF

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杨军
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Abstract

一种用于螺旋滤波器的耦合结构，包括耦合窗口、调谐螺钉和镀银铜丝，耦合窗口的高度与螺旋滤波器的腔体高度一致，镀银铜丝悬在耦合窗口内，两端分别与两个谐振器的螺旋线圈固定连接，将两个谐振器的螺旋线圈搭接在一起，调谐螺钉安装在耦合窗口的上方。本实用新型的耦合窗口开的足够大，同时在窗口底部焊接镀银铜丝，两个谐振腔之间同时存在正耦合与负耦合，通过计算，由镀银跳线产生的正耦合在数值上大于由窗口耦合产生的负耦合，从而使得整个耦合的极性呈现正耦合，与主耦合极性(负耦合)相反，从而可以实现高性能的滤波器特性；本实用新型加工过程方便，易于调节，解决了螺旋滤波器正耦合实现困难的问题。

Description

一种用于螺旋滤波器的耦合结构
技术领域
本实用新型涉及一种耦合结构，特别是涉及一种用于螺旋滤波器的极性可调的耦合结构，属于卫星通信技术领域。
背景技术
输入滤波器位于射频前端，有低插损和高抑制的要求，同时，由于卫星舱体空间有限，滤波器要尽可能的小型化。考虑以上几点需求，使用准椭圆函数滤波器原型可以通过带外传输零点改善滤波器近带抑制，由此可以展宽设计带宽，进而改善插损指标。
螺旋滤波器的耦合形式通常有窗口耦合(如图3所示)和跳线耦合(如图4所示)两种，两者耦合极性相反。窗口耦合为电耦合，产生负耦合，跳线耦合为磁耦合，产生正耦合。如图3所示的窗口耦合形式易于加工，且其耦合量可以通过在耦合窗口5中心的调谐螺钉4加以调整。图4所示的跳线耦合需要在两个谐振器2之间的隔墙底部打孔，穿过一段镀银铜丝3，并焊接到螺旋线圈的指定位置来实现，同时使用一个介质支撑物7来为避免镀银铜丝3接触到隔墙而短路。而由于仿真软件的计算精度和加工误差，跳线位置难以精确计算，所以需要在调试过程中对焊接位置进行调节，显然这种耦合形式，给加工、调试带来很多不便。跳线耦合形式，不利于加工、调试。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于螺旋滤波器的极性可调的耦合结构。
本实用新型的技术解决方案是：一种用于螺旋滤波器的耦合结构，采用窗口耦合和跳线耦合混合结构，包括耦合窗口、调谐螺钉和镀银铜丝，耦合窗口的高度与螺旋滤波器的腔体高度一致，镀银铜丝悬在耦合窗口内，两端分别与两个谐振器的螺旋线圈固定连接，将两个谐振器的螺旋线圈搭接在一起，调谐螺钉安装在耦合窗口的上方。
所述的镀银铜丝焊接在螺旋线圈上。
本实用新型的设计原理：
不同于传统的螺旋滤波器跳线形式正耦合，本实用新型如图1、2所示，将耦合窗口5开得足够大，同时在窗口底部焊接镀银铜丝3。这样，两个谐振腔之间同时存在正耦合与负耦合，通过计算，由镀银跳线产生的耦合在数值上大于由窗口耦合产生的负耦合，从而使得整个耦合的极性呈现正耦合。
本实用新型与现有技术相比的有益效果为：
(1)本实用新型的耦合窗口开的足够大，同时在窗口内部安装镀银铜丝，两个谐振腔之间同时存在正耦合与负耦合，通过计算，由镀银跳线产生的正耦合在数值上大于由窗口耦合产生的负耦合，从而使得整个耦合的极性呈现正耦合，与主耦合极性(负耦合)相反，从而可以实现高性能的滤波器特性；
(2)本实用新型加工过程方便，易于调节，解决了螺旋滤波器正耦合实现困难的问题；
(3)本实用新型加工简单，无需在隔墙底部穿孔，且由于窗口较大，便于焊接，镀银铜线不存在接地的风险，镀银铜丝无需支撑介质；
(4)本实用新型可以通过调谐螺钉来调节耦合窗口的耦合量的大小，即通过调节负耦合的耦合量反向调节整体耦合的正耦合的耦合量的大小，便于操作；耦合量可通过两谐振器之间的耦合窗窗口上方的调谐螺钉进行调谐；
(5)本实用新型通过调整耦合窗口产生的负耦合和镀银铜丝产生的正耦合的数值大小，能使本实用新型的极性正负及大小可调；
(6)本实用新型通过镀银铜丝与螺旋线圈的搭接位置不同，来调整正耦合量；
(7)本实用新型已在XW-1卫星中得到成功应用，还可以广泛应用于其它地面通信系统和卫星有效载荷中。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为采用本实用新型的螺旋滤波器结构示意图；
图3为窗口耦合结构示意图；
图4为跳线耦合示意图；
图5为采用本实用新型的准椭圆函数滤波器仿真曲线图。
具体实施方式
本实用新型如图1、2所示，采用窗口耦合和跳线耦合混合结构，包括耦合窗口5、调谐螺钉4和镀银铜丝3，耦合窗口5的高度与螺旋滤波器的腔体1高度一致，镀银铜丝3悬在耦合窗口内，两端分别与两个谐振器的螺旋线圈固定连接，将两个谐振器的螺旋线圈搭接在一起，调谐螺钉4安装在耦合窗口5的上方。镀银铜丝3悬空在耦合窗口5内，通过镀银铜丝3与螺旋线圈的搭接位置不同可以调节镀银铜丝3产生的正耦合量。
以下结合具体滤波器设计实例来具体说明本实用新型。
1)滤波器构成
如图2所示，由四个谐振器2构成的螺旋滤波器，按顺时针方向分别为第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器，两个SMA接头6作为输入输出分别通过抽头线耦合到第一谐振器和第四谐振器。第一谐振器和第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器、第一谐振器和第四谐振器之间的耦合均为窗口耦合，而第二谐振器和第三谐振器之间为本实用新型提出的新型耦合方式，即跳线耦合和窗口耦合混合方式。
2)耦合极性
窗口耦合为电耦合(极性为负)，而跳线耦合为磁耦合(极性为正)。第一谐振器和第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器、第一谐振器和第四谐振器之间的耦合均为电耦合(负耦合)。第二谐振器和第三谐振器之间的耦合可以通过调整跳线位置，使得正耦合的耦合量大于负耦合，使第二谐振器和第三谐振器之间整体的耦合极性与跳线耦合极性相同，呈现与其他耦合极性相反的磁耦合(正耦合)，从而满足广义切比雪夫特性滤波器的设计要求，在滤波器的通带附近产生一对传输零点(见图5)，从而有效改善滤波器的矩形系数与近带抑制特性。
3)准椭圆函数响应
图5给出了采用该结构设计的滤波器仿真曲线，图中S21为传输曲线、S11为反射曲线，由仿真结果可以看出滤波器有一对带外传输零点，由于传输零点的作用，滤波器的近带抑制得到了明显的改善，所以我们可以在滤波器的设计中可以进一步展宽设计带宽，进而降低对Q值的要求，从而满足小型化设计要求。
本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (2)

1.一种用于螺旋滤波器的耦合结构，其特征在于：采用窗口耦合和跳线耦合混合结构，包括耦合窗口(5)、调谐螺钉(4)和镀银铜丝(3)，耦合窗口(5)的高度与螺旋滤波器的腔体(1)高度一致，镀银铜丝(3)悬在耦合窗口(5)内，两端分别与两个谐振器(2)的螺旋线圈固定连接，将两个谐振器(2)的螺旋线圈搭接在一起，调谐螺钉(4)安装在耦合窗口(5)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种用于螺旋滤波器的耦合结构，其特征在于：所述的镀银铜丝(3)焊接在螺旋线圈上。 
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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: China Great Wall Industrial Corp.

Assignor: China Academy of Space Technology (Xi'an)

Contract record no.: 2011990001070

Denomination of utility model: Coupling structure for screw filter

Granted publication date: 20110511

License type: Exclusive License

Record date: 20111202

CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20110511

CX01 Expiry of patent term