专利名称：收发两用机的分向滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个收发两用机的分向滤波器(分配器)。它有一个发送器端口，用于接收一个输入的发送信号；有一个接收器端口，和一个天线端口，用于接受一个输入的接收信号以及把输入的发送信号分配到天线端口，把输入的接收信号分配到接收器端口。
众所周知，收发两用机的分向滤波器通常用在共用一个天线在微波波段上进行发送和接收的场合。常规的收发两用机的分向滤波器包括一个发送滤波器，一个和发送滤波器耦合的波导分向滤波器，一个和波导分向滤波器耦合的弯曲波导，以及一个和弯曲波导耦合的接收滤波器。在这种常规的收发两用机的分向滤波器中，不能简单和经济地制作该分向滤波器，并且，由于发送滤波器、接收滤波器、波导分向滤波器和弯曲波导滤波器是被分别制作，因此分向滤波器就要设计成较大的体积。
另一方面，收发两用机包括了一个发送器组件，一个和发送器组件耦合的分向滤波器组件及一个和分向滤波器组件耦合的接收器组件。
在常规的收发两用机中，发送器组件包括一个发送器连接器，接收器组件包括一个接收器连接器。使用收发两用机时，用一根电缆连到发送器连接器和接收器连接器上。电缆和发送器连接器、接收器连接器、连接点由第一和第二连接器封罩所密封，以确保防水。在传统的收发两用机中很难将第一和第二连接器密封罩换新。
图4是美国专利No.5243306所公开的收发两用机的分立式分向滤波器的分解立体图。它用以克服上述收发两用机分向滤波器的“大尺寸结构问题”。
在图4中，通常的收发两用机分向滤波器基本包括三个部件第一部件101，和第一部件101耦合的可拆式的第二部件102，以及和第二部件102耦合的可拆式的第三部件103。第一部件101包括一个天线端口，波导分向滤波器的一部分(垂直传送器)及接收滤波器的一部分。第二部件102包括波导分向滤波器的剩余(其它)的部分，接收滤波器的剩余(其它)的部分及发送滤器的一部分。第三部件103包括发送滤波器的剩余(其它)的部分。由第一部件101和第二部件102组合成的接收滤波器有一个弯曲波导104，它使分向滤波器和收发两用机联在一起工作。
图5是第一、二、三部件101、102、103的总装横剖面图。它的设计尺寸选例为160mm(高)×80mm(宽)左右。图6是图4中的第三部件103的局部横剖面图。第三部件103的设计尺寸选例为70mm(宽)×65mm(高)左右。
如上所述，常规收发两用机的分向滤波器的波导分向滤波器、发送滤波器和接收滤波器被分成了几个部件，这几个部件组装在一个波导中。这样，假如某一部件加工时尺寸或位置有误差，就会在最终组装的波导的某一个(相隔)表面部位出现错位(即在构成波导的各部件之间的边缘部位)。
假如在波导分向滤波器的波导的相隔表面部位出现了错位，水平极化选择功率(XPD)就会降低。此外，假如在发送滤波器或接收滤波器波导的相隔表面部位出现了错位，每一滤波器的固有阻抗就会降低。在这种情况下，每一滤波器的实际阻抗就会和设计阻抗产生差别，导致反射波或驻波的出现，从而引起发送损耗。
此外，由于收发两用机的分向滤波器在结构上是由几个部件组成，把这几个分别的部件组装在一起就需要有一些连接件，这样，收发两用机的分向滤波器的设计尺寸就必须很大。
再者，如上所述弯曲波导位于接收滤波器一侧，这样，由于弯曲波导安放在接收滤波器和接收连口之间，收发两用机的分向滤波器的设计尺寸就必须很大。另外，由于弯曲波导安放在接收滤波器和波导分向滤波器之间，当收发两用机和分向滤波器连在一起时，分向滤波器与收发两用机的总长度就会非常大。
本发明的目的是提供一种小型化的收发两用机的分向滤波器(分配器)。当这种分向滤波器和收发两用机彼此相连时总长不会增加，并且不需要制作或组装过程。
上述目的是这样实现的根据本发明所提出的收发两用机的分向滤波器包括一个在其一边带有一个天线端口的垂直式传送器(波导分向滤波器)；包括一个接收滤波器，接收滤波器的一端通过一个阻抗变换器和垂直式传送器波导的中心轴延长线连在一起，另一端带有一个接收端口；还包括一个发送滤波器，发送滤波器有一个阻抗和一个L—rod(感应电纳)相匹配的截止波导，它的一端垂直及直接地连接在垂直式传送器上，另一端带有一个发送器。特征是，垂直式传送器、接收滤波器和发送滤波器在整体结构上由一个部件组成。
再者，发送滤波器可以是以垂直式传送器的波导的中心轴线为轴的螺旋状体，使得整个收发两用机的分向滤波器的结构减小。另外，波导的外壳可以有一样的厚度及被小型化，这样，收发两用机的分向滤波器就可以用失蜡铸造法制造出只有一个部件的整体。用这种方法适合批量生产。
图1是本发明收发两用机分向滤波器的一个实施例的立体图。
图2是图1中所示收发两用机分向滤波器实施例的横向剖视图。
图3是图1所示收发两用机分向滤波器实施例的螺旋波导通道的横向剖视图。
图4是常规的收发两用机分向滤波器的分解视图。
图5是常规的收发两用机分向滤波器的横向剖视实际尺寸图。
图6是第三部件的横向剖面实际尺寸图。
下面参考附图描述本发明的最佳实施例。
图1是本发明的收发两用机分向滤波器的一个实施例的立体图。图2是沿着接收滤波器中心轴剖切的收发两用机分向滤波器的横向剖视图。图3是沿着发送滤波器中心轴剖切的收发两用机分向滤波器的横向剖视图。
如图1和图2所示，收发两用机分向滤波器的功能上分为三个部分一个垂直模式传送器1作为波导分向滤波器，一个限带滤波器4作为接收滤波器，以及一个高通滤波器8作为发送滤波器。这三部分是作为一体制造的，结构上具有同一较薄的厚度。垂直式传送器1的一端有一个天线端口2(以垂直式传送器的波导中心延长线的一端为轴)，另一端还有一个阻抗变换器3，并通过阻抗变换器3靠接收器的一端和限带滤波器4相连。限带滤波器4的一端有一个和垂直式传送器端反向的接收端口5。限带滤波器4包括几个空腔6和凸起7，空腔6排列的间隔是四分之一波长或四分之三波长。作为发送滤波器的高通滤波器8有一个阻抗变换器9和一个发送端口10，它和垂直式传送器1垂直地相连。这就是说，垂直式传送器1通过阻抗变换器3及限带滤波器(接收滤波器)4和接收端口5相连，并且通过高通滤波器(发送滤波器)8及阻抗变换器9和发送端口10相连。
高通滤波器8是由一个截止波导构成的，它有一个L-rod(感应电纳)11，其阻抗和垂直式传送器1的阻抗相匹配，并基于使波导的H面(磁场面)稍微做薄一些进行设计的。也就是说，这样使得波导通道进一步变窄。特别是，在发送器端口一侧的高通滤波器部分8是由步进变换波导(阻抗变换波导)构成的。此外，截止波导尺寸(长和宽)的确定原则是，用来获得一个接收频率波段信号不会被滤除的衰减量。发送滤波器8是一个环绕着垂直式传送器波导1的中心轴的螺旋体。
本发明并不局限于以上的实施例，依照本发明的主体所作的各种修改都不脱离本发明的范围。为垂直式传送器1可设计成截面为圆形或矩形，在它的一个端可以有一个圆形或矩形的耦合孔，通过这个耦合孔，接收波被滤掉。在它的壁上还另有一个矩形的耦合孔，通过这个耦合孔，发送波被输出。
此外，接收滤波器4可以由一个带限滤波器(限带滤波器)构成。在它中间的矩形波导H面(磁场面)上有一些限制发送频带信号的矩形空腔6，矩形空腔6的相反处(对面)可以有一些用来通过匹配波段的圆形式矩形的凸起7。
另外，发送滤波器8可以有一个截止波导12，在截止波导12中有一个朝着E面处为窄形的、可使高频发送波通过的矩形波导H面。发送滤波器8还可以有阶式阻抗变换器波导9，用以和发送器端口10端的阻抗相匹配。它还有一个平凸形L—rod(感应电纳)，用以和与垂直式传送器1相连一端的阻抗相匹配。
另外，发送滤波器8可以是环绕着垂直式传送器波导的中心轴的螺旋体。
如图2、图3所示的收发两用机分向滤波器实施例的设计尺寸为70mm×55mm，发送端设计尺寸为60mm×55mm。这样，收发两用机分向滤波器整体尺寸很小，非常适于使用生产压铸产品的失蜡法来制造。如果使用失蜡法，分向滤波器就可以做成整体上厚度一样的单一物体。本发明收发两用机分向滤波器(分配器)也可以用熔膜铸造失蜡法一体制作。使用这种工艺，首先用蜡做一个毛坯(模型)，放入一个容器中。然后把铸作材料，如硅酸乙酸[si(C2H5O)4]，注入容器中充满，使凝结成一个整体。再加热后使蜡熔化，把熔化的蜡从容器中倒出，这样得到一个铸件。使用这种方法，凸起7、空腔6、阻抗变换器3、截止波导12和L-rod11可以同时一体地做出来。这样，这种没有连接件和接口的一体制作的铸件(收发两用机分向滤波器)就有了很高的精度。
如上所述，本发明所提出的接收滤波器是通过阻抗变换器连接在垂直式传送器的波导的轴线上，这样接收滤波器就可以缩短。另外，由于发送滤波器和垂直式传送器之间的垂直连接部分能把垂直式传送器与阻抗和L-rod匹配的截止波导直接连起来，因此不再需要阻抗变换器单元，发送滤波器可以被缩短。此外，由于发送滤波器是环绕着垂直式传送器的波导的中心轴线的螺旋体，因此收发两用机分向滤波器整体上可以被缩小。再加上由于波导体壳体设计成一样厚的，因此收发两用机分向滤波器能用最适于成批生产压铸产品的失腊工艺一体制造。在用失蜡法制造的收发两用机分向滤波器中，垂直式传送器、发送滤波器和接收滤波器之间没有断面，因此XPD和耦合阻抗的损耗可以被强有效地扼制住。
权利要求
1.一种收发两用机的分向滤波器，它包括一个带有一个天线端口的垂直模式传送器；一个在所述的垂直式传送器中心轴延长线方向上并与垂直模式传送器相连的接收滤波器，接收滤波器的另一端有一个接收器端口；以及一个带有一个截止波导，并与所述的垂直模式传送器的一端直接垂直连接的发送滤波器，发送滤波器的另一端有一个发送器端口；其特征是，所述的垂直模式传送器，接收滤波器和发送滤波器不需组装而是作为一体整体制造的。
2.根据权利要求1所述的分向滤波器，其特征是，所述的垂直式传送器包括一个截面为圆形或矩形的波导，在所述的波导的一端有一个圆形或矩形的耦合孔，通过此孔，接收波被滤除掉，在所述波导的壁上还有一个矩形的耦合孔，通过此孔，发送波被输出。
3.根据权利要求1所述的分向滤波器，其特征是，所述的接收滤波器包括一个限带滤波器，在其中的矩形波导的H面上有着限制发送频带信号的矩形空腔，在矩形空腔的对应面上有着使匹配波段通过的圆形或矩形的凸起。
4.根据权利要求1所述的分向滤波器，其特征是，所述的发送滤波器包括一个使发送波通过的、有着一个矩形波导式截止波导的高通滤波器，它被设计成沿着矩形波导的H面为窄形状；还包括一个在发送器端口一侧的用作阻抗匹配的阻抗变换波导；还包括一个位于与所述的垂直式传送器相连一端、用作阻抗匹配的L-rod(感应电纳)。
5.根据权利要求1所述的分向滤波器，其特征是，所述的发送滤波器是一个环绕着所述的垂直式传送器波导的中心轴的螺旋体。
6.一种收发两用机的分向滤波器，它包括一个带有天线端口的凸缘；一个和所述的凸缘相配的垂直式传送器；一个带有一个截止波导及发送器端口，并和所述的垂直式传送器相连的发送滤波器；以及一个和所述的垂直式传送器相连并带有一个接收端口的接收滤波器；其特征是，所述的凸缘、垂直式传送器、发送滤波器和接收滤波器是作为一体整体制造的。
7.根据权利要求6所述的分向滤波器，其特征是，所述的接收滤波器包括一个限带滤波器。
8.根据权利要求6所述的分向滤波器，其特征是，所述的发送滤波器包括一个高通滤波器。
9.根据权利要求6所述的分向滤波器，其特征是，所述的发送滤波器包括一个限带滤波器。
10.根据权利要求6所述的分向滤波器，其特征是，所述的发送滤波器的高通滤波器是螺旋状的。
11.根据权利要求6所述的分向滤波器，其特征是，所述的天线端口、发送器端口和接收器端口是整体制造的。
12.根据权利要求6所述的分向滤波器，其特征是，所述的收发两用机的分向滤波器是用失蜡工艺作为一体整体制造的。
13.根据权利要求11所述的分向滤波器，其特征是，所述的收发两用机的分向滤波器是用失蜡工艺作为一体整体制造的。
14.根据权利要求12所述的分向滤波器，其特征是，所述的发送滤波器包括一个限带滤波器。
全文摘要
一种使用于微波波段的收发两用机的分向滤波器，它包括一个垂直模式传送器(波导分向滤波器)；一个包括有限带滤波器4的接收滤波器，限带滤波器和垂直模式传送器的波导的中心轴延长线相连；以及一个包括有高通滤波器的发送滤波器，高通滤波器有一个直接垂直地和垂直式传送器相连的截止波导。收发两用机分向滤波器的各部分是采用失蜡工艺作为一体而整体制造的。因此，收发两用机分向滤波器可制成没有连件或连接部位的一个小型产品。
文档编号H01P5/02GK1115503SQ9412049
公开日1996年1月24日 申请日期1994年12月28日 优先权日1993年12月28日
发明者铃木卓也, 蓑轮芳夫 申请人:日本电气株式会社