一种利用波导滤波器构建的太赫兹双工器的制作方法

本发明涉及分频技术领域，具体涉及一种利用波导滤波器构建的太赫兹双工器。

背景技术：

近些年，在射电天文学、大气微波遥感等领域，国内外许多星载探测器逐渐将工作频率提升至太赫兹波段(频率在0.1THz～10THz范围内的电磁波)。对于星载太赫兹辐射计，天线系统是其重要组成部分，用于被动接收目标辐射的电磁波能量。目前，太赫兹辐射计天线系统通常采用自由空间馈电的方式，即准光馈电网络。这需要一系列的光学反射器、频率分离器、喇叭馈源级联，同时配合固面天线来实现多频段的工作。而针对极端天气观测成像需求，有必要对搭载在微小卫星平台的微波辐射计技术展开研究。目前广泛采用的准光馈电网络，由于其结构复杂、体积大，因此将其应用于微小卫星平台的辐射计系统存在一定困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于，为设计一种体积小、结构紧凑的双工器来实现太赫兹辐射计系统中频率的分离，结合上述辐射计系统的结构特点，提出了一种利用波导滤波器构建的太赫兹双工器。该太赫兹双工器的体积小、结构简单，通过级联在接收天线后端使频率分离，进而实现紧凑型太赫兹辐射计的多通道工作。

为了实现上述目的，本发明提供了一种利用波导滤波器构建的太赫兹双工器。

所述的太赫兹双工器包括标准波导输入端、带通滤波器、高通滤波器、T型匹配结构、两个标准波导输出端；该太赫兹双工器分为上、下两个腔体；当上腔体的表面与下腔体的表面紧密贴合并用螺钉固定后，组成整个双工器；

所述的上腔体包括：第一输入波导口、第一输出波导口、第三输出波导口、第一高通滤波器、第一带通滤波器和第一T型结；所述的下腔体包括：第二输入波导口、第二输出波导口、第四输出波导口、第二高通滤波器、第二带通滤波器和第二T型结；

所述的上腔体的表面与下腔体的表面紧密贴合，其中第一输入波导口和第二输入波导口构成标准波导输入端，第一输出波导口和第二输出波导口构成第一标准波导输出端，第三输出波导口和第四输出波导口构成第二标准波导输出端，第一高通滤波器和第二高通滤波器构成高通滤波器，第一带通滤波器和第二带通滤波器构成带通滤波器；第一T型结和第二T型结构成T型结；

所述的标准波导输入端与T型结的输入端连接，所述T型结的输出端分两路连接高通滤波器和带通滤波器，所述高通滤波器和带通滤波器的输出端分别连接第一标准波导输出端和第二标准波导输出端；所述高通滤波器的截止频率高于带通滤波器的工作频率范围。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的带通滤波器为阶跃阻抗波导带通滤波器，其波导最宽处为3.2mm，波导最窄处为1mm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高通滤波器的矩形截面的长和宽分别为0.93mm和0.38mm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述T型结为H面波导T型结。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的标准波导输入端、第一标准波导输出端和第二标准波导输出端均为标准矩形波导端口。

本发明的一种利用波导滤波器构建的太赫兹双工器优点在于：

本发明利用波导结构设计的太赫兹双工器具有体积小、结构简单的优点，能够将不同频率的太赫兹信号进行分离，可用于紧凑型馈源系统中；利用阶跃式波导构成带通滤波器和高通滤波器，从而实现太赫兹频段信号的分离，适用于微小卫星平台的微波辐射计系统。

附图说明

图1是本发明的一种利用波导滤波器构建的太赫兹双工器的上、下腔体结构示意图。

图2是本发明的一种利用波导滤波器构建的太赫兹双工器组合结构示意图。

附图标识：

1、第一输入波导口 2、第二输入波导口

3、第一输出波导口 4、第二输出波导口

5、第三输出波导口 6、第四输出波导口

7、第一高通滤波器 8、第二高通滤波器

9、第一带通滤波器 10、第二带通滤波器

11、第一T型结 12、第二T型结

13、上腔体 14、下腔体

15、第一标准波导输出端 16、第二标准波导输出端

17、标准波导输入端 18、带通滤波器

19、高通滤波器 20、T型结

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明所述的一种利用波导滤波器构建的太赫兹双工器进行详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种利用波导滤波器构建的太赫兹双工器，所述双工器包含上腔体13和下腔体14；

所述上腔体13包括：第一输入波导口1、第一输出波导口3、第三输出波导口5、第一高通滤波器7、第一带通滤波器9以及第一T型结11；

所述下腔体14包括第二输入波导口2、第二输出波导口4、第四输出波导口6、第二高通滤波器8、第二带通滤波器10以及第二T型结12；

参考图1、2所示，所述上腔体13和下腔体14表面紧密接合后组成太赫兹双工器；其中第一输入波导口1和第二输入波导口2构成标准波导输入端17；第一输出波导口3和第二输出波导口4构成第一标准波导输出端15；第三输出波导口5和第四输出波导口6构成第二标准波导输出端16；第一高通滤波器7和第二高通滤波器8构成高通滤波器19；第一带通滤波器9和第二带通滤波器10构成带通滤波器18；第一T型结11和第二T型结12构成T型结20；

其中，标准波导输入端17级联T型结20的输入端；T型结20的输出端分别级联有高通滤波器19和带通滤波器18；高通滤波器19的输出端级联第一标准波导输出端15；带通滤波器18的输出端级联第二标准波导输出端16；所述高通滤波器19的截止频率要高于带通滤波器18的工作频率范围。

在本实施例中，当频率分别为118GHz和183GHz的太赫兹信号从标准波导输入端17输入后，经T型结20流向带通滤波器18和高通滤波器19；所述带通滤波器18中心频率为118GHz，其工作频带为10GHz；因此其允许118GHz的太赫兹信号经由第二标准波导输出端16输出，同时阻止183GHz的太赫兹信号通过；所述高通滤波器19的截止频率为167GHz；因此其允许183GHz的太赫兹信号经由第一标准波导输出端15输出，同时阻止118GHz的太赫兹信号通过；根据输入信号的频率可将T型结20的工作频带设置在110GHz～190GHz。在本实施例中，所述的带通滤波器为阶跃阻抗波导带通滤波器，其波导最宽处为3.2mm，波导最窄处为1mm，该带通滤波器可用于提取进入到双工器的两个太赫兹信号中的低频信号。所述高通滤波器的矩形截面的长和宽分别为0.93mm和0.38mm，该高通滤波器可用于提取进入到双工器的两个太赫兹信号中的高频信号。所述的T型结为H面波导T型结，T型结辅助实现两个信号的分离。所述的标准波导输入端、第一标准波导输出端和第二标准波导输出端均为标准矩形波导端口，标准波导端口方便与其它模块对接。

所述的双工器利用波导滤波方式来实现不同频率太赫兹信号的分离，整个电路集成在一个腔体模块中，具有体积小、结构简单的优点，适用于紧凑型馈源系统中。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。