CN204793128U - 一种组装式正交模转换器-滤波器组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组装式正交模转换器-滤波器组件，包括片状滤波器，以及设在片状滤波器两侧的正交模转换器和直角拐弯波导，所述正交模转换器上下两面分别设有前后贯通的发射端口和公共端口，正交模转换器与片状滤波器的接触面设有耦合端口，且发射端口和公共端口之间通过台阶形波导变换结构形成发射通道；所述片状滤波器两侧分别开有波导传输口，且其中一个波导传输口与正交模转换器的耦合端口连接；所述直角拐弯波导与片状滤波器的接触面设有波导输入口，并与片状滤波器的另一个波导传输口连接，直角拐弯波导还设有波导输出口。本实用新型具有体积小、免调试等特点，而且性能有显著的提升。

Description

一种组装式正交模转换器-滤波器组件

技术领域

本实用新型属于微波无源器件领域，尤其涉及微波频段正交模转换器-滤波器。

背景技术

微波通信是目前应用最为广泛的无线通信手段，微波接力传输、广播电视、移动通信、卫星通信均属于微波通信领域。在卫星通信、微波传输等通信系统中为了将两路不同频率、不同极化的信号分开，通常需要正交模转换器-滤波器组件来实现。

传统的正交模转换器-滤波器组件，往往采用螺钉调谐机制的滤波器，可以实现较好的滤波特性进而改善收发两路信号的隔离传输，然而这种滤波器定型前多依赖于经验手工调试而成，面对更高的收发隔离要求时其滤波效果往往难以满足要求，而且该种机制的滤波器比较笨重，不利于小型化；对于越来越复杂的通信环境，特别是有大功率的临近频率发射装置时，常常会因功率倒灌而导致后端部件烧毁。免调谐的滤波器的相关技术在国内专利已有披露，但这些现有技术依然存在体积大、重量重的缺点，而且性能上尚未有突破。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供了一种性能优异的正交模转换器-滤波器组件，不仅具有体积小、免调试特点，且性能得到显著提升。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：一种组装式正交模转换器-滤波器组件，包括片状滤波器，以及设在片状滤波器两侧的正交模转换器和直角拐弯波导，其中：所述正交模转换器上下两面分别设有前后贯通的发射端口和公共端口，正交模转换器与片状滤波器的接触面设有耦合端口，且发射端口和公共端口之间通过台阶形波导变换结构形成发射通道，实现波导的矩圆转换；所述片状滤波器两侧分别开有波导传输口，且其中一个波导传输口与正交模转换器的耦合端口连接；所述直角拐弯波导与片状滤波器的接触面设有波导输入口，并与片状滤波器的另一个波导传输口连接，直角拐弯波导还设有波导输出口，从而使得信号从公共端口至耦合端口，再经片状滤波器和直角拐弯波导传输至直角拐弯波导的波导输出口，形成完整的接收通道。

作为优选，所述片式滤波器为叠层式多腔滤波器，滤波器的腔体个数至少由两个以上，且腔体之间通过滤波器腔体隔板隔开。

作为优选，所述片式滤波器为折叠式双腔滤波器，采用三明治式的叠层式结构，从与正交模转换器的接触面开始依次包括上盖板、中间隔板和底板；所述上盖板和底板分别设有上腔体和下腔体，且上腔体和下腔体相对中间隔板对称分布，从而使得上盖板和中间隔板贴合形成信号上通路，中间隔板与底板贴合形成信号下通路。

作为优选，所述片式滤波器中上盖板、中间隔板和底板之间的连接采用焊接工艺。

作为优选，所述上腔体和下腔体为圆柱形腔。

作为优选，所述正交模转换器的耦合端口至公共端口和发射端口的波导尺寸逐渐变大。

作为优选，所述直角拐弯波导的波导输出口也采用台阶形波导过渡，台阶尺寸沿安装面向下逐渐变小。

作为优选，所述正交模转换器、片式滤波器和直角拐弯波导通过螺钉安装。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1.本实用新型中的正交模转换器-滤波器部件采用机加工工艺制造，工艺简单，容易采用开模工艺实现，容易批量化，整个部件尺寸小、重量轻，无任何调试装置即可实现高质量的收发通信；2.本实用新型中的三个组件可以作为整体部件使用，也可以分开作为独立器件使用；3.本实用新型中的片式滤波器，采用分片式机加工成形然后焊接制造，无调谐螺钉，整体结构极为紧凑且性能优异，带外抑制达-70dB；4.本实用新型中的整个部件可以实现收发隔离110dB以上，和传统的组件相比，性能改善了20dB之多。

附图说明

图1为本实用新型所述正交模转换器-滤波器组件的整体结构示意图；

图2为本实用新型所述正交模转换器-滤波器组件结构的背向视图；

图3a为本实用新型所述正交模转换器-滤波器组件的组装示意图；

图3b为图3a的水平方向的反向视图；

图4a为本实用新型所述片式滤波器的结构示意图；

图4b为图4a水平方向的反向视图；

图5为本实用新型实施例的高频插损测试结果曲线；

图6为本实用新型实施例的底盘插损测试结果曲线；

图7为本实用新型实施例的隔离度测试结果曲线。

其中，正交模转换器1、片状滤波器2、直角拐弯波导3、安装螺钉4、发射端口11、公共端口12、耦合端口13、滤波器上盖板21、滤波器腔体隔板22、滤波器底板23、滤波器传输端口211、滤波器上腔体212、腔体间通道221、滤波器下腔体231、滤波器传输端口232、直角拐弯波导输入口31、直角拐弯波导输出口32。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1～4所示，本实用新型的正交模转换器-滤波器部件由正交模转换器1、片状滤波器2、直角拐弯波导3通过紧固螺钉4依次组装而成，正交模转换器1上开有上下贯通的公共端口12和发射端口11，侧壁开有耦合端口13，所述公共端口12和发射端口11之间采用多级台阶型波导过渡结构，耦合端口13和片状滤波器2的传输端口211连接，片状滤波器2的另一侧传输端口232和垂直拐弯波导3的输入端口31连接，垂直拐弯波导3的输出端口32根据应用需要和极化旋转器或LNB（LowNoiseBlock，高频头）相连，信号从公共端口至耦合端口，然后经滤波器和直角拐弯波导传输线达直角拐弯波导输出口，形成整个接收通道，完成信号的接收。而发射端口和公共端口之间通过台阶形波导变换结构形成发射通道，信号由BUC（BlockUpconverters，上变频放大器）发出，经发射端口至公共端口到连接在公共端口上的馈源或波导传输线，完成信号的发射。

所述台阶形波导过渡从公共端口12至耦合端口13之间尺寸逐渐减小，低频的信号被截止，而耦合端口13至发射端口11之间的波导过渡段尺寸逐渐变大，过渡为标准波导尺寸。该台阶形波导过渡结构方便铣刀加工，成型简单。

所述片状滤波器2为层叠式双腔滤波器，采用三明治式的分层结构，分别在上盖板21和底板23上单面铣出上腔体212、下腔体231以及相应的波导传输线，上盖板21和中间隔板22贴合形成信号上通路，中间隔板22和底板23贴合形成信号下通路，两个腔体对称分布在中间隔板22两侧，隔板22上开有通孔221使得信号通过，最后采用焊接工艺将三层焊接在一起。滤波器的腔体采用圆柱形腔，通过优化连接在腔体的两个波导传输线的夹角α来调整滤波器的通带宽度，通过合理设置腔体尺寸，使得腔体内存在两个谐振模式，两个腔体级联使得该滤波器具有优秀的带外抑制性能。需要指出的是，根据不同的应用需求，腔体的个数可以为三个或更多，即整个滤波器的层数为多层结构。由于该腔体该滤波器采用了折叠腔体结构，使得整体尺寸缩减，实现了小型化，特别适用于尺寸受限的场合。

所述垂直拐弯波导3是为便于安装极化旋转装置的要求而设计，输出口32也采用台阶形波导过渡，台阶尺寸沿安装面向下逐渐变小，便于加工。

这样发射信号从发射端口11经台阶形波导过渡至公共端口12，然后从连接在公共端口12上的馈源或波导传输线发射出去，完成信号的发射；接收信号从公共端口12进来经耦合端口13，通过片状滤波器2滤波，从滤波器2的另一侧端口232，并通过垂直拐弯波导3将信号送至后端的LNB，完成信号的接收。

图5至图7给出了本实用新型应用于Ku波段的一个实施例，该实施例的测试结果表明其高频（发射）和低频（接收）插损分别为0.04dB、0.19dB，而收发隔离均优于110dB，和现有的组件相比，性能提高了20dB之多，可以满足苛刻条件下的微波通信要求，其重量仅为240g。

需要指出的是，本实用新型不仅仅可以应用于Ku、Ka通信频段，还可以拓展到其他微波通信频段。

Claims (8)

1.一种组装式正交模转换器-滤波器组件，其特征在于：包括片状滤波器，以及设在片状滤波器两侧的正交模转换器和直角拐弯波导，其中：所述正交模转换器上下两面分别设有前后贯通的发射端口和公共端口，正交模转换器与片状滤波器的接触面设有耦合端口，且发射端口和公共端口之间通过台阶形波导变换结构形成发射通道；所述片状滤波器两侧分别开有波导传输口，且其中一个波导传输口与正交模转换器的耦合端口连接；所述直角拐弯波导与片状滤波器的接触面设有波导输入口，并与片状滤波器的另一个波导传输口连接，直角拐弯波导还设有波导输出口，从而使得信号从公共端口至耦合端口，再经片状滤波器和直角拐弯波导传输至直角拐弯波导的波导输出口，形成完整的接收通道。

2.根据权利要求1所述组装式正交模转换器-滤波器组件，其特征在于：所述片式滤波器为叠层式多腔滤波器，滤波器的腔体个数至少有两个以上，且腔体之间通过滤波器腔体隔板隔开。

3.根据权利要求2所述组装式正交模转换器-滤波器组件，其特征在于：所述片式滤波器为折叠式双腔滤波器，采用三明治式的叠层式结构，从与正交模转换器的接触面开始依次包括上盖板、中间隔板和底板；所述上盖板和底板分别设有上腔体和下腔体，且上腔体和下腔体相对中间隔板对称分布，从而使得上盖板和中间隔板贴合形成信号上通路，中间隔板与底板贴合形成信号下通路。

4.根据权利要求3所述组装式正交模转换器-滤波器组件，其特征在于：所述上腔体和下腔体为圆柱形腔。

5.根据权利要求4所述组装式正交模转换器-滤波器组件，其特征在于：所述片式滤波器中上盖板、中间隔板和底板之间的连接采用焊接工艺。

6.根据权利要求1所述组装式正交模转换器-滤波器组件，其特征在于：所述正交模转换器的耦合端口至公共端口和发射端口的波导尺寸逐渐变大。

7.根据权利要求1所述组装式正交模转换器-滤波器组件，其特征在于：所述直角拐弯波导的波导输出口也采用台阶形波导过渡，台阶尺寸沿安装面向下逐渐变小。

8.根据权利要求1所述组装式正交模转换器-滤波器组件，其特征在于：所述正交模转换器、片式滤波器和直角拐弯波导通过螺钉安装。