一种双定向耦合滤波器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种双定向耦合滤波器，所述双定向耦合滤波器包括双定向耦合器和滤波器，所述滤波器的输入接双定向耦合器的输出信号，所述双定向耦合器和滤波器为一体结构。本实用新型将双定向耦合器与滤波器做一体化设计，省去了两个模块间的连接器及连接电缆，大大降低了传输中的功率损耗。
【专利说明】
一种双定向耦合滤波器
技术领域
[0001]本实用新型涉及雷达发射及天馈系统，具体涉及一种双定向耦合滤波器。
【背景技术】
[0002]在雷达发射及天馈系统中，需要耗费巨大成本及资源将信号放大至千瓦级，而在发射机输出至雷达天线的馈线传输过程中损耗高达3dB以上，半数的能量耗散在馈线上，大大降低了雷达的探测距离。所以在保证系统其他指标的前提下，最大程度减小馈线损耗是雷达优化设计的发展方向之一。
[0003]定向耦合器和滤波器在系统中起着重要的作用。定向耦合器是微波设备与系统中用于功率提取、以便进行测量的微波元件，尤其在微波高功率设备的测量和指示电路中应用广泛。而性能良好的滤波器能充分利用频率资源、扩充系统容量、抑制带外信号的干扰。
[0004]在单脉冲二次雷达的天馈系统中，从发射机输出的信号，需要通过双向耦合器分别耦合出前向和反射两部分信号，送到发射监控分机做检测。前向检测信号用来判定发射机输出功率的大小，反射信号用来判定由于馈线传输信号失配，导致的回波损耗，从而计算出发射功率的损失。滤波器在这里紧连耦合器，其功能是滤除大功率信号中的杂波，使得指定带宽内信号低损耗通过。在系统中发射机的功率较高的场合，对功率损耗的要求尤其严格。但是，目前的双定向耦合器和滤波器的结构功率损耗较大，不符合系统对功率损耗的要求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种功率损耗比较小的双定向耦合器和滤波器的结构。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了一种双定向耦合滤波器，所述双定向耦合滤波器包括双定向耦合器和滤波器，所述滤波器的输入接双定向耦合器的输出信号，所述双定向耦合器和滤波器为一体结构。
[0007]本实用新型将双定向耦合器与滤波器做一体化设计，省去了两个模块间的连接器及连接电缆，大大降低了传输中的功率损耗。
[0008]优选的，所述双定向耦合器为双向空气带线耦合器。
[0009]优选的，所述滤波器为同轴腔结构滤波器。
[0010]进一步的，所述双向空气带线親合器包括:
[0011]主线，所述主线包括第一端和第二端，所述第一端为信号输入端，所述第二端为信号输出端；
[0012]第一副线，所述第一副线包括第三端和第四端，所述第三端为正向检测端口，所述第四端为第一隔离口，接50欧姆负载；
[0013]第二副线，所述第二副线包括第五端和第六端，所述第五端为第二隔离口，接50欧姆负载，所述第六端为负向检测端口。
[0014]进一步的，所述滤波器包括两个谐振腔和设置于其间的耦合窗口，所述谐振腔内分别设置有谐振杆，所述谐振杆为中空结构，所述谐振杆及耦合窗口内均设有调谐螺钉。
[0015]优选的，所述谐振杆的顶端为圆盘结构。
[0016]优选的，位于谐振杆内的所述调谐螺钉的表面为光滑表面。
[0017]优选的，所述调谐螺钉的外表面与谐振杆内壁之间的距离为2mm。
[0018]优选的，所述双定向耦合器和滤波器的材质为铜。
[0019]优选的，所述双定向耦合滤波器的工作频段为L波段。
[0020]综上所述，本实用新型功率容量高、损耗低，且结构紧凑，体积小，便于小型化设
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【附图说明】
[0021]图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；
[0022]图2是本实用新型一个实施例的双定向耦合器的仿真结构示意图；
[0023]图3是本实用新型一个实施例的滤波器的仿真结构示意图；
[0024]图4是本实用新型一个实施例的输入输出口驻波仿真结果图；
[0025]图5是本实用新型一个实施例的各端口损耗仿真结果图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0027]请参照图1，本实用新型的实施例提供了一种双定向耦合滤波器，所述双定向耦合滤波器包括双定向耦合器10和滤波器20，所述滤波器20的输入接双定向耦合器10的输出信号，所述双定向耦合器10和滤波器20为一体结构。
[0028]本实用新型将双定向耦合器与滤波器做一体化设计，省去了两个模块间的连接器及连接电缆，大大降低了传输中的功率损耗。且结构更加紧凑、体积更小。
[0029]进一步的，在本实用新型的某些优选的实施例中，所述双定向耦合器10为双向空气带线耦合器。具体的，请参照图2，其中一些优选的实施例中，所述双向空气带线耦合器的耦合杆包括一条主线和两条副线。所述主线12包括第一端portl和第二端port2，其中一条副线11包括第三端口01^3和第四端口01^4，另一条副线13包括第五端口01^5和第六端口01^6。port I和port2是信号的输入输出直通端，从port2输出的信号进入滤波器，port3和port6为30dB的弱耦合口，接SMA连接器，作为正向检测和反向检测端口，port4和port5为两个隔离口，接50欧姆负载。输入信号由portl进入双定向耦合器10，绝大部分能量经由中间主线到达双定向親合器10的port2，千分之一的能量親合入正向port3，检测发射机输入功率，而由于馈线信号失配引起的回波损耗，同样会有千分之一的能量进入port6，用以计算发射机损失的功率。在实际应用中，双定向耦合器的工作频率决定了耦合杆长度L的大小，耦合度决定了耦合杆之间的距离S。
[0030]优选的，在本实用新型的某些实施例中，所述滤波器20为同轴腔结构滤波器。具体的，请参照图3，所述滤波器20由同轴腔体结构实现，节数N=2，两谐振腔间设置耦合窗口26，耦合窗口 26上设置调谐螺钉b22，这样可以增加滤波器20的带宽。所述谐振腔内分别设置有第一谐振杆24和第二谐振杆25，所述第一谐振杆24和第二谐振杆25为中空结构，所述第一谐振杆24和第二谐振杆25内分别设有调谐螺钉a21和调谐螺钉c23。其中，第一探针27接收来自双定向耦合器10的信号，第二探针28作为滤波器20的输出端。可选的，所述滤波器20的传输特性逼近切比雪夫函数，所述调谐螺钉b22为容性调谐螺钉。
[0031]在实际实施时，滤波器20的各部分物理结构，例如调谐螺钉a21的长度L1、调谐螺钉b22的长度L2、调谐螺钉c23的长度L3等可以根据滤波器20的各项技术指标要求确定。其中，L2和L3可选择谐振杆内电场最强处。
[0032]进一步的，在本实用新型的某些优选实施例中，所述第一谐振杆24和第二谐振杆25的顶端为圆盘结构。这样的结构可以减小谐振杆的长度，从而进一步减小滤波器的体积。
[0033]进一步的，在本实用新型的某些优选实施例中，所述调谐螺钉位于谐振杆内的部分表面为光滑表面。将调谐螺钉深入腔体内部的部分洗成光杆，可以增加滤波器的功率容量。为了进一步增加功率容量，结构上还可以做如下改进，例如腔体内部所有棱角均导成圆角，光杆顶端导成圆角，腔体内部保持干净无异物等。
[0034]进一步的，请参照图3，在本实用新型的某些优选实施例中，所述调谐螺钉的外表面与谐振杆内壁之间的距离L4为2_。该耦合滤波器应用于大功率的场合容易打火，因此调谐螺钉与谐振杆内壁的距离L4不可太小。
[0035]可选的，所述双定向耦合器和滤波器的材质为铜，所述双定向耦合滤波器的工作频段为L波段。材质均选为铜，可以增加散热效果。
[0036]需要说明的是，本实用新型主要应用在单脉冲二次雷达的天馈系统中，尤其适用于发射机功率较高的场合。但并不限于单脉冲二次雷达的天馈系统，本实用新型同样广泛应用于相控阵雷达、通信机、天馈系统等微波设备中。
[0037]本实用新型的优选实施例相比以前双定向耦合器和滤波器级联的结构，功率损耗可以降低0.8dB-ldB。即当发射机输出功率2500W时，至少可以减少420W的能量损失。同时功率容量更大，最多可承受2000W的功率。并且驻波性能良好、体积小、散热好、成本低。
[0038]如图4所示，在工作频带(L波段)内各个端口的驻波，带内驻波均优于20dB。
[0039]如图5所示，在工作频带(L波段)内主线输出口损耗小，接近O，耦合端口的耦合度为30dB。
【主权项】
1.一种双定向耦合滤波器，其特征在于，所述双定向耦合滤波器包括双定向耦合器和滤波器，所述滤波器的输入接双定向耦合器的输出信号，所述双定向耦合器和滤波器为一体结构;所述双定向耦合器为双向空气带线耦合器，所述双向空气带线耦合器包括: 主线，所述主线包括第一端和第二端，所述第一端为信号输入端，所述第二端为信号输出立而; 第一副线，所述第一副线包括第三端和第四端;所述第三端为正向检测端口；所述第四端为第一隔离口，接50欧姆负载； 第二副线，所述第二副线包括第五端和第六端;所述第五端为第二隔离口，接50欧姆负载;所述第六端为负向检测端口。2.根据权利要求1所述的双定向耦合滤波器，其特征在于，所述滤波器为同轴腔结构滤波器。3.根据权利要求2所述的双定向耦合滤波器，其特征在于，所述滤波器包括两个谐振腔和设置于其间的耦合窗口，所述谐振腔内分别设置有谐振杆，所述谐振杆为中空结构，所述谐振杆及耦合窗口内均设有调谐螺钉。4.根据权利要求3所述的双定向耦合滤波器，其特征在于，所述谐振杆的顶端为圆盘结构。5.根据权利要求3所述的双定向耦合滤波器，其特征在于，位于谐振杆内的所述调谐螺钉的表面为光滑表面。6.根据权利要求3或4或5所述的双定向耦合滤波器，其特征在于，所述调谐螺钉的外表面与谐振杆内壁之间的距离为2mm。7.根据权利要求1所述的双定向耦合滤波器，其特征在于，所述双定向耦合器和滤波器的材质为铜。
【文档编号】H01P1/205GK205429122SQ201520660574
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年8月27日
【发明人】吴莹莹, 侯艳茹, 李霞, 高静, 袁世涛
【申请人】安徽四创电子股份有限公司