同轴谐波滤波连接器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了同轴谐波滤波连接器，包括外壳，外壳内设置有谐波滤波器，谐波滤波器的两端分别连接有输入接头和输出接头；所述谐波滤波器中串联电感和并联电容分别用同轴高阻抗线和低阻抗线代替；所述的输入接头为微带同轴连接器的输入接头。本实用新型将功率放大器的射频输出连接器，抑制谐波输出的滤波器，及发射机的功率输出连接器进行了一体化创新设计，实现了将多个单一功能的微波器件联系到一起，既使发射机的谐波输出达到了较高的技术指标要求，又简化了电路、缩小了体积、降低了功率损耗和经济成本、进一步提高了设备适用性和可靠性。
【专利说明】同轴谐波滤波连接器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微波通信【技术领域】，尤其涉及同轴谐波滤波连接器。
【背景技术】
[0002]谐波输出是发射机的一项重要技术指标。发射机作为电子系统的功率信号输出设备，在其输出的功率信号当中，除了规定要求的有用信号功率之外，往往还有一些无用或有害的功率成分存在，谐波输出就是其中最为典型的部分。
[0003]现有的同轴谐波滤波器件，电路复杂，结构庞大，且需要导线等安装在功率放大器输出端，整体滤波、稳定性能不能满足需求，安装不方便。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供同轴谐波滤波连接器，能实现多个单一功能的微波器件集成到一起，电路简单、结构紧凑、安装方便，又减少了插入损耗，提高了设备整体的可靠性。
[0005]本实用新型采用下述技术方案:
[0006]同轴谐波滤波连接器，包括外壳，外壳内设置有谐波滤波器，谐波滤波器的两端分别连接有输入接头和输出接头；所述谐波滤波器中串联电感和并联电容分别用同轴高阻抗线和低阻抗线代替。
[0007]所述的输入接头为微带同轴连接器的输入接头。
[0008]所述的输出接头采用标准的N型射频同轴连接器的输出接头。
[0009]所述的外壳采用通用的N型KFK连接器的通用结构外壳。
[0010]所述的谐波滤波器为低通原型滤波器。
[0011]本实用新型结构简单，它将功率放大器的射频输出连接器，抑制谐波输出的滤波器，及发射机的功率输出连接器进行了一体化创新设计，实现了将多个单一功能的微波器件联系到一起，既使发射机的谐波输出达到了较高的技术指标要求，又简化了电路、缩小了体积、降低了功率损耗和经济成本、进一步提高了设备适用性和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1a为本实用新型所述谐波滤波器中传输线小段的示意图；
[0013]图1b为本实用新型所述谐波滤波器中传输线小段T型等效电路的示意图；
[0014]图1c为本实用新型所述谐波滤波器中传输线小段Π型等效电路的示意图；
[0015]图2为本实用新型所述同轴谐波滤波电路模型图；
[0016]图3为本实用新型结构外型示意图；
[0017]图4为本实用新型的阻带抑制特性仿真图；
[0018]图5为本实用新型的通带衰减和端口驻波仿真图。
【具体实施方式】
[0019]如图3所示，同轴谐波滤波连接器，包括外壳2，外壳2内设置有谐波滤波器，谐波滤波器的两端分别连接有输入接头3和输出接头I ;所述谐波器中串联电感和并联电容分别用同轴高阻抗线和低阻抗线代替，从而构成低通原型滤波器，从而实现谐波滤波。
[0020]低通原型滤波器由一系列串联电感和并联电容交替连接所组成的，在微波电路中，一个传输线小段可以等效为电容和电感组成的T形或π形网络；图1a-图1c中，I表示传输线小段的长度，Ztl和Ytl是其阻抗和导纳。在T型等效电路中，其等效电抗X和电纳分别为B:
[0021]X = 2Z0tan[^-|?Zn^ B = Y0smf-)?Y0—在 Π 型等效电路中，其等效
KdvJ ￥{v J U
电抗X和电纳B分别为:
X = Z0Sin —卜20—(3)
V
[0022]B = 2Y0tanY0-上式的近似等效要求当传输线很短且端接恰
\2v J VV 4
当时，则可近似认为其与一个单独的电抗元件相等效。对于两端接有高阻抗线的低阻抗传输线小段来说，在其T型等效电路中的串联电抗X很小，而其两端串接的高阻抗线的电抗很大，故X可以忽略，于是可以等效为一个单独的并联电容。同理，对于两端接有低阻抗线的高阻抗传输线小段来说，在其Π型等效电路中的并联电纳B很小，而其两端并接的低阻抗线的电纳很大，故B亦可以忽略，因此其电路可以等效为一个单独的串联电感。
[0023]同轴线的特性阻抗ZO与其内导体外径a和外导体内径b之间的关系为:
Z0 = 1381og(Wa)%/,//p0'5 (欧姆)(5)式中..和U1分别是同轴线两导体间填充介质的相对介电常数和相对磁导率。
[0024]若滤波元件中的串联电感和并联电容分别用同轴高阻抗线和低阻抗线来实现，则无论串联电感还是并联电容都将与同轴线的阻抗值和线段长度有关，而阻抗只与同轴线内外导体的尺寸有关，其长度则与频率有关。考虑到结构设计尺寸的加工合理性及导体损耗和平均功率的传输特性，本实施例中选定高阻抗为100欧姆，低阻抗为25欧姆；考虑到通带最大衰减LAr ( 0.3dB,阻带最小衰减LA ^ 40dB,取元件数目n=lI,其同轴滤波电路设计模型如图2所示。
[0025]在结构实现上，输入接头3设计为微带同轴连接器形式，输出接头I则直接采用标准的N型射频同轴连接器形式；在安装方式的设计上，采用通用的N型KFK连接器的通用结构形式。整个谐波滤波连接器的结构外型示意如图3所示。
[0026]所述的输入接头为微带同轴连接器的输入接头3，所述的输出接头I采用标准的N型射频同轴连接器的输出接头1，所述的外壳采用通用的N型KFK连接器的通用结构外壳。该同轴谐波滤波连接器的设计，不仅电路简单、结构紧凑、安装方便，而且由于巧妙地进行了一体化集成处理，从而原有的功率电缆插入端口时的插入损耗，改善了端口驻波，并且降低了成本，提高了发射机效率和设备可靠性。
[0027]图4、图5所示:选用铜材和空气介质，使用Ansoft微波仿真软件对滤波器连接器的电路进行建模仿真和优化设计。通过改变高低阻抗线段的长度和同轴连接器的结构参数数值对滤波器电路的通带衰减和阻带抑制特性进行优化计算，得到的仿真结果。
[0028]根据工程需要，实际设计的谐波滤波连接器的外形尺寸为85 mmX35 mmX25mm,其主要技术指标测试结果；通过实施例中可以看出，除了频带宽度、谐波抑制、端口驻波能够很好的满足要求外，其插入损耗较以前大约改善了 0.85dB，相当于在同样条件下，使功放输出功率提高了 17.8%。
[0029]实践证明，这一谐波滤波连接器的设计，不仅电路简单、结构紧凑、安装方便，而且由于巧妙地进行了一体化集成处理，从而减小了插入损耗，改善了端口驻波，并且降低了成本，提高了发射机效率和设备可靠性。
【权利要求】
1.同轴谐波滤波连接器，包括外壳，外壳内设置有谐波滤波器，其特征在于:谐波滤波器的两端分别连接有输入接头和输出接头；所述谐波滤波器中串联电感和并联电容分别用同轴高阻抗线和低阻抗线代替。
2.根据权利要求1所述的同轴谐波滤波连接器，其特征在于:所述的输入接头为微带同轴连接器的输入接头。
3.根据权利要求1所述的同轴谐波滤波连接器，其特征在于:所述的输出接头采用标准的N型射频同轴连接器的输出接头。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的同轴谐波滤波连接器，其特征在于:所述的外壳采用通用的N型KFK连接器的通用结构外壳。
5.根据权利要求4所述的同轴谐波滤波连接器，其特征在于:所述的谐波滤波器为低通原型滤波器。
【文档编号】H01P1/212GK203932267SQ201320892211
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】张宏伟, 赵双领, 刘海旭 申请人:中国电子科技集团公司第二十七研究所