CN203644909U - 一种全腔体式四工器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型设计一种全腔体式四工器，其包括设有公共传输通道和在公共传输通道末端的一侧设有第一波导组的盖板、设有第一信号传输通道和第二信号传输通道并在第二信号传输通道中设置第二信号耦合端口的主腔体、及设置了双模谐振空腔的第一底板和第二底板，所述盖板、主腔体和第一底板、第二底板对接组成本实用新型的全腔体式四工器，具有结构简化，体积紧凑，大大提高了产品可靠性能的特点，并且所述第一底板和第二底板分别与所述主腔体相连形成的双工谐振腔体组在免调试的前提下实现较好的滤波性能。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种无源多工器组件，尤其涉及一种全腔体式四工器组件。
【背景技术】
微波通信是目前国际上常用的无线通信手段之一，广泛应用于数据传输、广播电视传送、卫星通信、移动通信等领域。随着微波通信需求的增长，由微波天线组成的点对点或点对多点的通信网络越来越密集，微波系统之间产生互相干扰的潜在风险越来越大。因此，通信网络希望所使用的设备数量要尽可能的少、功能尽可能的丰富、同时室外整体体积尽可能的小，也就是希望尽量使一条室外收发信机可以同时使用更多的信道和频谱资源，同时，也希望室外收发信机可以小型化。
对于新一代的室外收发信机要求同时具有双极化、双通道的功能，也就是对于系统射频的收发前端要求具有正交极化分离和收/发双工的功能，这样的前端组件即无源四工器。
传统的四工器一般由极化开关、正交模转换器、滤波器等模块简单的叠加组合而成，其最大的优点是可单独对某一模块提具体要求，然而更多展现的是缺点和不足，譬如整体体积大，不利于整体设备集成整合和小型化的发展趋势，而且各部件组合在一起后，整体性能恶化严重，转换接口之间相互影响，特别是发射端驻波恶化较大、同时引入了转换接口的插入损耗，不便于大功率使用。
此外，传统的双工器由于相对带宽较窄，一般都是需要通过调谐螺钉进行调试的，由此，双工器的可靠性会受到影响，同时增加了人工调试的成本。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种全腔体式四工器，其采用整体腔体实现 多功能集成，结构形式简单紧凑，易于整体加工，对结构精度要求不高；该四工器无需手动调谐即可实现滤波特性。
为实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种全腔体式四工器，包括：具有互相面对的第一端面和第二端面的盖板、设置于盖板第二端面下方的主腔体及分别与所述主腔体连接并设置于所述主腔体下方的第一底板和第二底板；所述盖板还设有从其中一个端面穿过另一个端面的公共传输通道，所述盖板还设有从其中一个端面穿过另一个端面的公共传输通道，并且该公共传输通道的公共端口设于所述第一端面上，所述盖板还包括开设于第二端面上并且与所述公共传输通道导通的第一波导组；所述主腔体设有第一信号传输通道和第二信号传输通道，并且所述第二信号传输通道两侧分别设有第二波导组和第三波导组，所述第三波导组中设有第二信号耦合端口，所述第一信号传输通道和第二波导组分别对应连接所述第一波导组和公共传输通道；所述第一底板和第二底板分别设有第一双工滤波空腔和第二双工滤波空腔，所述第一双工滤波空腔和第二双工滤波空腔分别与所述第一信号传输通道和所述第二信号耦合窗口连接。
所述第一波导组、第二波导组和第三波导组均为具有至少一级台阶波导的台阶波导组。
所述公共端口的形状为圆形、正方形、带圆角的矩形或者其他正多边形。
所述公共传输通道、第一信号传输通道、第二信号耦合端口三者呈非共轴设置。
所述第一信号传输通道与第二信号耦合端口呈正交排布。
所述第一双工滤波空腔和第二双工滤波空腔均为双模谐振空腔。
与现有技术相比，本实用新型具备如下优点：
1、本实用新型的全腔体式四工器，各个部件均为腔体设计，采用整体加工形成。主腔体与带有空腔的盖板、底板对接实现正交极化的信号的收/发高隔离传输、双工、滤波等功能，整个组件结构简化，体积紧凑，大大提高了产品可靠性能。
2、本实用新型的全腔体式四工器中，所述第一底板和第二底板分别与所述主腔体相连形成的双工谐振腔体组在免调试的前提下实现较好的滤波性能。
【附图说明】
图1为本实用新型全腔体式四工器的结构示意图；
图2为图1所示全腔体式四工器的分解图；
图3为本实用新型全腔体式四工器的盖板从底部观察的立体图；
图4为本实用新型全腔体式四工器的主腔体的俯视图；
图5为本实用新型全腔体式四工器在12-14GHz频段内输出端口之间的隔离性能曲线。
【具体实施方式】
下面结合附图和示例性实施例对本实用新型作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。
参阅图1，本实用新型的全腔体式四工器，包括盖板1、设置于盖板1下方的主腔体2及分别设置于主腔体2底端的第一底板3和第二底板4。
参阅图2、图3，所述盖板1具有互相面对的第一端面101和第二端面102。此外，所述盖板1还具有从其中一个端面（比如第一端面101）穿过另一个端面（比如第二端面102）的公共传输通道11。所述公共传输通道11具有开设于所述第一端面101上的公共端口110。另外，所述盖板1进一步包括开设于比如第二端面102上并且与所述公共传输通道11导通的第一台阶波导组12。优选地，所述第一台阶波导组12具有至少一级例如二级台阶波导。
由于因传输等量同频的正交极化信号的需要，所述公共端口110的形状为圆形、正方形、带圆角的矩形、或者其他正多边形。
参阅图2、图4，所述主腔体2上设有第一信号传输通道21和第二信号传输通道22。所述第二信号传输通道22的两侧分别设有第二台阶波导组23和第三台阶波导组24，并且在所述第三台阶波导组24中设有第二信号耦合窗口25。所述第一信号传输通道21和第二台阶波导组23分别对应连接第一台阶波导组12和公共传输通道11。本实用新型的全腔体式四工器中，所述第二台阶波导组和第三台阶波导组均为具有至少一级台阶波导的台阶波导组。
此外，为了保证该四工器具有较好的匹配传输效果和使该四工器的结构简单化，所述公共传输通道11、第一信号传输通道21、第二信号耦合端口25三者呈非共轴排布。
理论上，为了保证第一信号传输通道21和第二信号耦合端口25的隔离特性，第一信号传输通道21与第二信号耦合端口25呈正交排布，即第一信号传输通道21和第二信号耦合端口25的轴线垂直正交。然而，实际加工过程中，往往无法做到第一信号传输通道21和第二信号耦合端口25的轴线严格垂直正交，因此，工程实际应用中，一定的误差范围也是允许的。
请参考图2，所述第一底板3和第二底板4上分别设有第一双工滤波空腔31和第二双工滤波空腔41，并且所述第一双工滤波空腔31和第二双工滤波空腔41分别对应连接主腔体2的第一信号传输通道21和第二信号耦合端口25。
所述第一双工滤波空腔31和第二双工滤波空腔41均设置为双模谐振腔。所述双模谐振腔分别在第一底板3和第二底板4上加工成形，其由圆腔、椭圆腔、矩形腔以一定角度通过全波仿真软件（如Ansoft HFSS、CST MW Studio等）来精确设计。通过全波仿真软件调节带外的零点，来优化传输通带两边的抑制量，再通过适当的加工工艺保证，从而实现免调试的目的。
上述公共传输通道、第一台阶波导组12、第一信号传输通道21、第一双工滤波空腔31共同构成第一分支通路；所述公共传输通道11、第二台阶波导组23、第三台阶波导组24、第二信号耦合端25及第二双工滤波空腔41共同构成第二分支通路。
正交的第一极化信号和第二极化信号从盖板1的公共传输通道11传输经过主腔体2的相应传输通道匹配传输到两块底板的过程如下：第一极化信号历经盖板1底部的第一台阶波导组12、第一信号传输端口21将该极化分量的信号传输到第一双工滤波空腔31中，同时，该第一极化信号在第二信号耦合端口25处被截止传输；第二极化信号历经公共传输端口、第二台阶波导组23、第二信号耦合端口25传输到第二底板4的第二双工滤波空腔41中，同时，该第二极化信号在第一台阶波导组12末端被截止传输，从而实现所述主腔体2中的两路极化信号高隔离传输。
两路极化信号分离传输与合路为互易过程。相似地，分别从第一底板3 和第二底板4传输进入主腔体2的第三极化信号和第四极化信号中，依次通过第一信号传输端口21、第一台阶波导组12的第三极化信号，与依次通过第二信号耦合端口22、第二台阶波导组23的第四极化信号合路至公共端口11。
本实用新型已在11-40GHz频段内生产出正式产品，性能测试良好，满足市场要求。本实用新型的全腔体式四工器产品在12-14GHz频段内输出端口之间隔离性能曲线如图5所示，其中，实线为同极化信号的两个输出端口之间的隔离度曲线，虚线为分别为不同极化信号的同频段和异频段的两输出端口之间的隔离度曲线。
虽然上面已经示出了本实用新型的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本实用新型的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种全腔体式四工器，其特征在于包括：具有互相面对的第一端面和第二端面的盖板、设置于盖板第二端面下方的主腔体及分别与所述主腔体连接并设置于所述主腔体下方的第一底板和第二底板；所述盖板还设有从其中一个端面穿过另一个端面的公共传输通道，并且该公共传输通道的公共端口设于所述第一端面上，所述盖板还包括开设于第二端面上并且与所述公共传输通道导通的第一波导组；所述主腔体设有第一信号传输通道和第二信号传输通道，并且所述第二信号传输通道两侧分别设有第二波导组和第三波导组，所述第三波导组中设有第二信号耦合端口，所述第一信号传输通道和第二波导组分别对应连接所述第一波导组和公共传输通道；所述第一底板和第二底板分别设有第一双工滤波空腔和第二双工滤波空腔，所述第一双工滤波空腔和第二双工滤波空腔分别与所述第一信号传输通道和所述第二信号耦合窗口连接。
2.根据权利要求1所述的全腔体式四工器，其特征在于，所述第一波导组、第二波导组和第三波导组均为具有至少一级台阶波导的台阶波导组。
3.根据权利要求1所述的全腔体式四工器，其特征在于，所述公共端口的形状为圆形、正方形、带圆角的矩形或者其他正多边形。
4.根据权利要求1所述的全腔体式四工器，其特征在于，所述公共传输通道、第一信号传输通道、第二信号耦合端口三者呈非共轴设置。
5.根据权利要求1所述的全腔体式四工器，其特征在于，所述第一信号传输通道与第二信号耦合端口呈正交排布。
6.根据权利要求1所述的全腔体式四工器，其特征在于，所述第一双工滤波空腔和第二双工滤波空腔均为双模谐振空腔。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104505564A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-08 | 科大智能（合肥）科技有限公司 | 一种用于微波通信系统odu的双极化滤波器 |
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2013
- 2013-12-18 CN CN201320838032.XU patent/CN203644909U/zh not_active Expired - Lifetime
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