波导腔体滤波器和电气设备的制作方法

[0001]
本公开涉及电磁波元件领域，特别涉及一种波导腔体滤波器和电气设备。


背景技术：

[0002]
波导滤波器由于其低插损和高功率容量的优势在卫星通信、功率合成、射频加速器和微波能加热等领域有重要应用。广电总局要求滤波器的加入对接收机eb(每bit信号能量)/n0(噪声的功率谱密度)的劣化不超过1db。4米～13米口径卫星天线的噪声温度低，为了eb/n0的劣化不超过1db，需要滤波器的插入损耗低于0.35db。为了在站间距300米的城区使用，滤波器带外抑制需要大于70db。广电系统卫星通信常用交指滤波器矩形系数不够，带外抑制一般不超过65db，插入损耗一般大于0.35db，在3.5g频段，过渡带难以做到100mhz内，不便于在5g站间距300米的城区对4米以上口径卫星天线做隔离防护，必须增加独家采购诺赛特带滤波功能的高频头norsat3120c，否则关闭周边800～2400米范围内5g基站。


技术实现要素：

[0003]
鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种波导腔体滤波器和电气设备，可以很好地实现波导腔体滤波器的密封。
[0004]
根据本公开的一个方面，提供一种波导腔体滤波器，包括滤波腔体、进口法兰盘、出口法兰盘和密封部件组成，其中：
[0005]
滤波腔体包括依次连接的空腔；
[0006]
密封部件分别设置在进口法兰盘和出口法兰盘上；
[0007]
进口法兰盘的密封部件包括防水槽和密封薄膜，出口法兰盘的密封部件包括密封薄膜；
[0008]
密封薄膜通过环氧树脂粘接覆盖在法兰盘口，其中，所述法兰盘口为进口法兰盘和出口法兰盘的法兰盘口。
[0009]
在本公开的一些实施例中，密封薄膜利用与对应待连接电气部件法兰的过盈配合实现密封。
[0010]
在本公开的一些实施例中，所述密封薄膜为聚酰亚胺薄膜。
[0011]
在本公开的一些实施例中，聚酰亚胺薄膜的厚度为0.01～0.05毫米
[0012]
在本公开的一些实施例中，所述波导腔体滤波器还包括设置在进口法兰盘和出口法兰盘四周的连接孔，其中：
[0013]
在每个孔口面和滤波腔体外壳之间设置圆柱形空余空间，便于通过螺钉和螺母实现波导腔体滤波器与待连接电气部件的连接。
[0014]
在本公开的一些实施例中，所述圆柱形空余空间的底面直径大于11毫米，所述圆柱形空余空间的长大于8毫米。
[0015]
在本公开的一些实施例中，对连接孔中的螺钉施加预定大小的扭力实现波导腔体滤波器与待连接电气部件的固定。
[0016]
在本公开的一些实施例中，所述波导腔体滤波器为c波段波导腔体滤波器。
[0017]
在本公开的一些实施例中，所述滤波腔体为波导腔体。
[0018]
在本公开的一些实施例中，进口法兰盘的型号为cpr229g，出口法兰盘的型号为cpr229f。
[0019]
在本公开的一些实施例中，所述空腔是同轴谐振腔。
[0020]
在本公开的一些实施例中，所述波导腔体滤波器的长度为100-150毫米，宽度小于98.73毫米，高度小于70.2毫米。
[0021]
在本公开的一些实施例中，滤波腔体和调谐螺杆的材料为铝合金，滤波腔体内表面镀银。
[0022]
根据本公开的另一方面，提供一种卫星通信系统，包括如上述任一实施例所述的波导腔体滤波器。
[0023]
在本公开的一些实施例中，所述电气设备为卫星通信系统。
[0024]
本公开可以很好地实现波导腔体滤波器的密封，可以应用于卫星通信系统。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]
图1为本公开波导腔体滤波器一些实施例的示意图。
[0027]
图2为本公开进口法兰盘一些实施例的示意图。
[0028]
图3为本公开出口法兰盘一些实施例的示意图。
[0029]
图4为本公开波导腔体滤波器另一些实施例的示意图。
[0030]
图5为本公开卫星通信系统一些实施例的示意图。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
[0032]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
[0033]
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0034]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0035]
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0036]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0037]
图1为本公开波导腔体滤波器一些实施例的示意图。图1为本公开波导腔体滤波器的正视图。如图1所示，本公开波导腔体滤波器可以包括滤波腔体1、进口法兰盘2、出口法兰盘3和密封部件(图1没有示出)组成，其中：
[0038]
滤波腔体1包括多个依次连接的空腔。
[0039]
在本公开的一些实施例中，所述空腔可以是同轴谐振腔。
[0040]
密封部件分别设置在进口法兰盘2和出口法兰盘3上。
[0041]
在本公开的一些实施例中，所述波导腔体滤波器为c波段波导腔体滤波器。
[0042]
在本公开的一些实施例中，所述滤波腔体1为波导腔体。
[0043]
在本公开的一些实施例中，所述滤波腔体1可以包括8个或7个依次连接的同轴谐振腔。
[0044]
在本公开的一些实施例中，所述波导腔体滤波器的长度为100-150毫米，宽度小于98.73毫米，高度小于70.2毫米。
[0045]
在本公开的一些实施例中，所述c波段波导腔体滤波器包括7个同轴谐振腔，便于限制c波段波导腔体滤波器的长度小于150毫米。
[0046]
在本公开的一些实施例中，滤波腔体1和调谐螺杆的材料为铝合金，滤波腔体1内表面镀银。
[0047]
图2为本公开进口法兰盘一些实施例的示意图。图2为图1实施例中本公开进口法兰盘的左视图。
[0048]
如图2所示，进口法兰盘2的密封部件可以包括防水槽4和密封薄膜5。密封薄膜5可以通过环氧树脂胶粘接覆盖在法兰盘口。如图2所示，法兰盘口边缘6涂敷环氧树脂胶，法兰盘口7为波导射频输入口。密封薄膜5通过法兰盘口边缘6的环氧树脂胶，覆盖法兰盘口边缘6和法兰盘口7。密封薄膜5不超过防水槽4的范围。
[0049]
图3为本公开出口法兰盘一些实施例的示意图。图3为图1实施例中本公开出口法兰盘的右视图。
[0050]
如图3所示，出口法兰盘3的密封部件可以包括密封薄膜5。密封薄膜5可以通过环氧树脂胶粘接覆盖在法兰盘口。如图2所示，法兰盘口边缘6涂敷环氧树脂胶，法兰盘口7为波导射频输出口。密封薄膜5通过法兰盘口边缘6的环氧树脂胶，覆盖法兰盘口边缘6和法兰盘口7。
[0051]
在本公开的一些实施例中，进口法兰盘2的型号可以为cpr229g，出口法兰盘3的型号可以为cpr229f。
[0052]
在本公开的一些实施例中，密封薄膜5可以利用与对应待连接电气部件法兰的过盈配合实现密封。
[0053]
本公开上述实施例可以利用对应法兰的过盈配合实现密封，用于防止波导腔体内部腐蚀，达到与交指滤波器相近的使用寿命。
[0054]
在本公开的一些具体实施例中，本公开波导腔体滤波器通过进口法兰盘2与馈源的法兰连接，馈源的法兰结构与图3所示的出口法兰盘3类似，包括密封薄膜5。由此进口法兰盘2可以与馈源的法兰通过过盈配合实现密封。
[0055]
在本公开的一些具体实施例中，本公开波导腔体滤波器通过出口法兰盘3与高频头的法兰连接，高频头的法兰与图2所示的进口法兰盘2类似，包括防水槽4和密封薄膜5。由此出口法兰盘3可以与高频头的法兰通过过盈配合实现密封。
[0056]
在本公开的一些实施例中，所述密封薄膜5可以为聚酰亚胺薄膜。
[0057]
在本公开的一些实施例中，聚酰亚胺薄膜的厚度可以为0.01～0.05毫米。
[0058]
在本公开的一些实施例中，所述聚酰亚胺薄膜引入的损耗约为0.0019db，薄膜长期耐温220℃，室外使用寿命约十几年。
[0059]
本公开上述实施例采用的聚酰亚胺具有耐高温、抗张强度大以及高透波性能，使得本公开密封结构具有加工工艺性好的特点，对波导形成单向密封作用，在波导内充入氮气或干燥空气可以大幅度高了微波波导功率发射容量，采用聚酰亚胺材料降低了高频损耗电磁并保证了密封性。
[0060]
在本公开的一些实施例中，如图2和图3所示，本公开波导腔体滤波器还可以包括设置在进口法兰盘2和出口法兰盘3四周的连接孔8。
[0061]
在本公开的一些实施例中，如图2和图3所示，本公开进口法兰盘2和出口法兰盘3的横截面均为矩形，进口法兰盘2和出口法兰盘3四周各设置有10个连接孔，其中矩形的长边(上下两边)各设置有3个连接孔8；矩形的短边(左右两边)各设置有2个连接孔8。
[0062]
在本公开的一些实施例中，滤波腔体1的横截面也为矩形。
[0063]
在本公开的一些实施例中，所述波导腔体滤波器的长度可以为100-150毫米，宽度(横截面矩形的长边)可以小于98.73毫米，高度(横截面矩形的短边)可以小于70.2毫米。
[0064]
在本公开的一些实施例中，为了增大滤波腔体1的体积，以容纳更多的同轴谐振腔，可以使得滤波腔体1的横截面矩形的长边(上下两边)等于法兰盘横截面矩形的长边。
[0065]
图4为本公开波导腔体滤波器另一些实施例的示意图。如图4所示，本公开还包括圆柱形空余空间9，其中：
[0066]
本公开在每个连接孔8的孔口面和滤波腔体1外壳之间设置圆柱形空余空间9，便于通过螺钉和螺母实现波导腔体滤波器与待连接电气部件的连接。
[0067]
在本公开的一些实施例中，本公开的螺钉和螺母可以为m6螺钉和m6螺母。
[0068]
在本公开的一些实施例中，所述圆柱形空余空间9的底面直径大于11毫米，所述圆柱形空余空间9的长大于8毫米。
[0069]
在本公开的一些优选实施例中，所述圆柱形空余空间9的长大于20毫米。
[0070]
在本公开的一些优选实施例中，所述圆柱形空间至少长20mm*直径13mm，用于固定m6螺母。
[0071]
在本公开的一些实施例中，如图4所示，为了给法兰盘左侧的两个孔，提供圆柱形空余空间9，滤波腔体1的外壳向内进行了凹陷。
[0072]
在本公开的一些实施例中，通过对连接孔8中的螺钉施加预定大小的扭力实现波导腔体滤波器与待连接电气部件的固定。
[0073]
在本公开的一些实施例中，预定大小的扭力可以为30kgf.cm
±
10％的扭力。
[0074]
在本公开的一些实施例中，本公开波导腔体滤波器在3.7～4.2ghz频带插入损耗小于0.33db，在3.4～3.6ghz和4.8～4.9ghz频带带外抑制大于73db，重量小于650g，长度小于150mm。
[0075]
本公开上述实施例通过设置圆柱形空余空间，可以方便波导腔体滤波器的法兰盘通过螺钉和螺母与待连接电气部件固定。由此可以达到法兰盘插入损耗小于0.1db的效果，同时可以兼顾波导腔体滤波器长度不突破150毫米，便于现场安装。
[0076]
本公开上述实施例可以很好地实现波导腔体滤波器的密封，密封无缝隙，本公开上述实施例的波导腔体滤波器可以应用于卫星通信系统。
[0077]
本公开上述实施例波导腔体滤波器与卫星通信常见交指滤波器相比，具有带外抑制大13db、插入损耗小、过渡带窄的特点。本公开上述实施例的波导腔体滤波器便于在5g站间距300米的城区对4米以上口径卫星天线做隔离防护。本公开上述实施例可以在不干扰卫星天线的前提下重新开启800～2400米范围内5g基站。
[0078]
根据本公开的另一方面，提供一种电气设备，包括如上述任一实施例(例如图1-图4任一实施例)所述的波导腔体滤波器。
[0079]
在本公开的一些实施例中，所述电气设备可以为卫星通信系统。
[0080]
在本公开的一些实施例中，所述电气设备可以为卫星通信系统中的接收设备。
[0081]
在本公开的一些实施例中，所述电气设备也可以为基站、飞行器、雷达或卫星等设备。
[0082]
图5为本公开卫星通信系统一些实施例的示意图。如图5所示，本公开的波导卫星通信系统可以包括馈源100、波导腔体滤波器200和lnb(low noise block，低噪声下变频器，又称高频头)300，其中：
[0083]
馈源100，是抛物面天线、卡塞格伦天线的基本组成部分，是高增益天线的初级辐射器。馈源100，，用于把高频电流或束缚电磁波变成辐射的电磁波能量，通常是一个弱方向性天线
[0084]
波导腔体滤波器200，用于对馈源传送的卫星信号进行滤波，滤除卫星信号中的5g信号。
[0085]
在本公开的一些实施例中，波导腔体滤波器200对5g信号的抑制度可以为68db。
[0086]
在本公开的一些实施例中，波导腔体滤波器200可以为如上述任一实施例(例如图1-图4任一实施例)所述的波导腔体滤波器。
[0087]
高频头300，用于将由馈源传送、波导腔体滤波器200滤波后的卫星信号经过放大和下变频，把ku或c波段信号变成l波段，经同轴电缆传送给卫星接收机。
[0088]
在本公开的一些实施例中，如图5所示，本公开波导卫星通信系还可以包括频谱仪400，其中：
[0089]
频谱仪400，用于监测波导腔体滤波器200对5g信号的抑制效果。
[0090]
在本公开的一些实施例中，如图5所示，本公开波导卫星通信系还可以包括功分器500、l波段滤波器600、接收机700和电视机800，其中：
[0091]
功分器500，用于将高频头300处理后的卫星信号分别发送到频谱仪400和l波段滤波器600。之后卫星信号经过l波段滤波器600和接收机700处理后，可以通过电视机800显示和播放。
[0092]
本公开上述实施例的卫星通信系统采用了波导腔体滤波器后，由于波导腔体滤波器与卫星通信常见交指滤波器相比，具有带外抑制大13db、插入损耗小、过渡带窄的特点。由此本公开上述实施例的卫星通信系统便于在5g站间距300米的城区对4米以上口径卫星
天线做隔离防护。本公开上述实施例可以在不干扰卫星天线的前提下重新开启800～2400米范围内5g基站。
[0093]
至此，已经详细描述了本公开波导腔体滤波器和电气设备。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0094]
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。