一种波导双工器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种波导双工器，属于电子【技术领域】。本发明的波导双工器使用谐振器的寄生模式作为非传输节点，通过控制主模和主模的耦合与主模和寄生模式耦合的多径效应在通道滤波器的带外产生传输零点，从而提高双工器的隔离度；同时，由于该类型的传输零点实现方式不需要交叉耦合，可以减小双工器的结构尺寸，简化加工和装配工艺。
【专利说明】一种波导双工器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种波导双工器，属于电子【技术领域】。
【背景技术】
[0002]波导双工器是微波射系统的关键部件。随着近年来通信系统的发展，对双工器的要求也越来越高，要求在给定的尺寸和接口要求的限制下满足高隔离、低插损的指标。广义切比雪夫原型通过引入传输零点使得满足同样的带外抑制条件下需要更少的谐振器个数，然而在波导系统中如何实现传输零点是一个难点，因为特定的拓扑形式和耦合极性的需求经常和双工器的尺寸及接口要求矛盾。本专利给出了一种新型的双工器实现形式，不需要交叉耦合，通过谐振器的寄生模式产生传输零点，有效地解决了这一矛盾。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了提出一种波导双工器。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0005]本发明的一种波导双工器，包括腔体和盖板，盖板盖在腔体上并与腔体固定连接;
[0006]腔体包括公共端T形结和两个通道滤波器，两个通道滤波器分别对称的分布在公共端T形结的两端；两个通道滤波器分别为左侧通道滤波器和右侧通道滤波器；
[0007]左侧通道滤波器从公共端T形结向外依次包括左侧第一谐振器、左侧第二谐振器、左侧第三谐振器和左侧第四谐振器；
[0008]右侧通道滤波器从公共端T形结向外依次包括右侧第一谐振器、右侧第二谐振器、右侧第三谐振器和右侧第四谐振器；
[0009]所述的左侧第一谐振器、左侧第四谐振器、右侧第一谐振器和右侧第四谐振器为TElOl模式矩形波导谐振器；
[0010]所述的左侧第二谐振器、左侧第三谐振器、右侧第二谐振器和右侧第三谐振器为TE201模式谐振器，TE201模式谐振器使用TE201模式作为主模，使用TElOl模式作为寄生模，TElOl寄生模式作为非谐振节点；所述的TElOl模式矩形波导谐振器中的TElOl模式与TE201模式谐振器中作为寄生模的TElOl模式的频率不同。
[0011]有益效果
[0012]本发明的波导双工器可以不使用交叉耦合在远带产生传输零点；
[0013]本发明可以广泛应用到射频无线通信系统中；
[0014]本发明的波导双工器使用谐振器的寄生模式作为非传输节点，通过控制主模和主模的耦合与主模和寄生模式耦合的多径效应在通道滤波器的带外产生传输零点，从而提高双工器的隔离度；同时，由于该类型的传输零点实现方式不需要交叉耦合，可以减小双工器的结构尺寸，简化加工和装配工艺。
[0015]双工器的两个通道滤波器分别使用两个TE201模谐振器，使用其“低次模式”TElOl模式的谐振频率作为非谐振零点，利用非谐振零点产生的多径耦合，分别在两个通道产生两个传输零点，用于改善通道滤波器的远带抑制，从而改善两通道的互隔离。
[0016]通过控制滤波器耦合孔的位置来控制滤波器腔体和其低次模式所构成的非谐振零点之间的耦合的极性来控制传输零点的位置，使得双工器的高端通道在低端产生传输零点，反之，低端通道在高端也产生两个传输零点，从而提高双工器的隔离度。由于没有使用交叉耦合结构，双工器的整体结构为一条状结构，便于加工和装配。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的双工器腔体的结构示意图；
[0018]图2为双工器协同仿真场模型，由图可见在每个谐振器内加入用于协同调节的集总端口 ；
[0019]图3为双工器的最终全波仿真结果图，由仿真结果可见使用协同仿真方法可以通过迭带方法快速得到双工器的理想响应所对应的结构尺寸。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0021]实施例
[0022]一种波导双工器，包括腔体和盖板，盖板盖在腔体上并与腔体固定连接；
[0023]如图1所示，腔体包括公共端T形结I和两个通道滤波器，两个通道滤波器分别对称的分布在公共端T形结I的两端；两个通道滤波器分别为左侧通道滤波器和右侧通道滤波器；
[0024]左侧通道滤波器从公共端T形结I向外依次包括左侧第一谐振器2、左侧第二谐振器3、左侧第三谐振器4和左侧第四谐振器5 ；
[0025]右侧通道滤波器从公共端T形结I向外依次包括右侧第一谐振器2’、右侧第二谐振器3’、右侧第三谐振器4’和右侧第四谐振器5’ ；
[0026]所述的左侧第一谐振器2、左侧第四谐振器5、右侧第一谐振器2’和右侧第四谐振器5’为TElOl模式矩形波导谐振器；
[0027]所述的左侧第二谐振器3、左侧第三谐振器4、右侧第二谐振器3’和右侧第三谐振器4’为TE201模式谐振器，TE201模式谐振器使用TE201模式作为主模，使用TElOl模式作为寄生模，TElOl寄生模式作为非谐振节点。
[0028]通过控制谐振器之间的耦合窗口 Ml (左侧第二谐振器3与左侧第三谐振器4之间)与M2 (左侧第三谐振器4与左侧第四谐振器5之间)以及Ml’(右侧第二谐振器3’与右侧第三谐振器4’之间)与M2’(右侧第三谐振器4’与右侧第四谐振器5’之间)相对位置(Ml与M2、M1’与M2’窗口中心线重合与否)控制通道滤波器的传输零点位置。谐振器的窗口开在不同的位置(耦合窗口 Ml与M2、Ml’与M2’中心线之间的距离)可以控制相邻谐振器之间主模与主模的耦合与主模和寄生模式之间耦合的比例，从而控制传输零点距离通带的远近。
[0029]使用协同仿真来确定稱合窗口尺寸和波导长度。
[0030]I)在双工器的全波电磁场仿真模型中，在每个谐振器电场最大的位置加入与电场方向一致的集总端口，进行全波电磁场仿真。
[0031]2)仿真完成后得到一个由双工器的三个波端口和8个集总端口构成的11端口仿真结果，然后使用电路级联仿真，通过在8个集总端口末端和两个端口之间加集总电容，调节这些集总电容的数值使得双工器的仿真结果达到理想双工器的响应结果。
[0032]3)通过调节电容的大小判断耦合窗口尺寸与理想尺寸的偏差，然后修改场模型中耦合窗口的尺寸和谐振器的长度。然后重新由步骤I)开始下一轮仿真与优化设计，直到全波电磁场模型的仿真结果达到理想的响应结果。
[0033]对于该种类型的双工器，由于使用不同模式的谐振器，传统的仿真分析方法无法简单计算谐振器之间的耦合，除输入输出波导端口外，在每个谐振器的电场最大的位置加一个集总端口，然后在路仿真模型中对该N端口电路模型进行协同仿真，通过调谐电容的大小来判断全波电磁场模型中对应的耦合、频率所对应的物理尺寸是否合适，如何修正，然后根据重新进行修正后的电磁场模型的仿真，如此只需很少几个循环就可以找到符合指标要求的双工器结构尺寸，全波仿真模型如图2所示，最终的仿真结果如图3所示，其中Sll(回波损耗)表示能量从端口 I输入时反射回端口 I的能量，S21 (插入损耗)表示端口 I传输到端口 2的能量，S31 (插入损耗)表示端口 I传输到端口 3的能量。
【权利要求】
1.一种波导双工器，其特征在于:包括腔体和盖板，盖板盖在腔体上并与腔体固定连接; 腔体包括公共端T形结和两个通道滤波器，两个通道滤波器分别对称的分布在公共端T形结I的两端；两个通道滤波器分别为左侧通道滤波器和右侧通道滤波器； 左侧通道滤波器从公共端T形结向外依次包括左侧第一谐振器、左侧第二谐振器、左侧第三谐振器和左侧第四谐振器； 右侧通道滤波器从公共端T形结向外依次包括右侧第一谐振器、右侧第二谐振器、右侧第三谐振器和右侧第四谐振器； 所述的左侧第一谐振器、左侧第四谐振器、右侧第一谐振器和右侧第四谐振器为TElOl模式矩形波导谐振器； 所述的左侧第二谐振器、左侧第三谐振器、右侧第二谐振器和右侧第三谐振器为TE201模式谐振器，TE201模式谐振器使用TE201模式作为主模，使用TElOl模式作为寄生模，TElOl寄生模式作为非谐振节点；TE101模式矩形波导谐振器中的TElOl模式与TE201模式谐振器中作为寄生模的TElOl模式的频率不同。
【文档编号】H01P1/20GK103490124SQ201310446043
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】杨毅民, 张能, 林浩佳, 段斌, 许飞 申请人:西安空间无线电技术研究所