一种介质全填充耐低气压放电双工器的制作方法

本发明属于微波网络，具体涉及一种介质全填充耐低气压放电双工器。

背景技术：

1、高轨卫星测控通道配置的双工器用于测控收发信号的传输与隔离。双工器包含两个传输通道，发射通道接收并传输测控固放的下行信号，接收通道接收测控天线的上行信号。高轨卫星测控距离远，测控固放的发射功率比中低轨卫星大的多，在卫星发射上升及在轨运行阶段，测控通道工作的射频设备经历上升段的低气压功率及在轨真空微放电功率耐受能力的考验，在上升段的低气压环境下，设备耐受的额定功率会下降许多，自由电子在电场作用下加速，撞击中性气体激发出电子和正离子，电子密度成指数级增加，发生电子“雪崩”，原本绝缘的气体变为导电的等离子体，发生气体击穿，这对通信系统是致命的破坏，正常传输信号被强烈反射，同时传输强烈噪声干扰，使系统丧失功能。在轨的高真空环境下，极有可能发生微放电。若器件发生微放电，长时间放电会导致器件表面和介质的放气，增加设备内部大气压，还会进一步引发低气压放电，造成系统失效的恶劣后果。考虑到3db的余量，设备低气压、真空功率耐受及微放电能力至少提升至20w以上。

2、然而，将低气压耐受功率提升至20w以上是较难实现的。现有输出多工器中通过采用半波长同轴腔，在增大腔体体积的情况下将低气压耐受功率从1w提升至4w。此外，还有通过采用介质陶瓷在腔体顶端部分加载、通过聚四氟乙烯介质顶部部分填充等方式增大低气压耐受功率，但是上述方式均难以将低气压耐受功率提升至20w以上。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种介质全填充耐低气压放电双工器，实现了双工器在低气压下耐受功率的提升。

2、本发明提供的一种介质全填充耐低气压放电双工器，包括：金属腔体、盖板和填充介质，其中，全金属腔体包括并排放置的发射通道腔体与接收通道腔体，发射通道腔体与接收通道腔体分别作为谐振腔，谐振腔内的谐振结构为四分之波长同轴谐振柱，两个谐振腔内各设置四个两两并排的金属谐振柱，金属谐振柱由紧固件螺接在谐振腔内；发射通道腔体由填充介质全填充；盖板扣接在金属腔体上，盖板上设置调谐螺钉；所述填充介质为刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质。

3、进一步地，所述发射通道腔体由填充介质全填充的方式为将填充介质套装在金属谐振柱上，且金属谐振柱顶端与填充介质之间预留安装间隙。

4、进一步地，还包括：采用软物质填充刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质与金属谐振柱之间的间隙。

5、进一步地，所述软物质为硅橡胶。

6、进一步地，还包括：在调试前修配金属谐振柱上的安装孔及刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质的外形，调整刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质与谐振腔、金属谐振柱之间的装配间隙。

7、进一步地，还包括：设定刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质的拆装次数上限。

8、有益效果：

9、1、本发明采用由全金属腔体、盖板和填充介质构成的四分之波长同轴双工器的基本结构，以刚性隔热瓦泡沫陶瓷作为填充介质填充发射通道腔体，该材料具有密度小、介电常数与空气相当、介质损耗小等特点，使双工器整机的性能得到极大提升，在不影响发射通道腔体尺寸与接收通道协同设计的情况下，实现了低气压耐受功率的提升，有效解决了腔体小间隙结构的低气压放电问题。

10、2、本发明通过硅橡胶填充等手段控制谐振柱与陶瓷介质的间隙，经低气压功率耐受试验表明能够实现更高的低气压耐受功率，解决了双工器在低气压环境下耐受20w功率的技术问题。

11、3、本发明通过在双工器调试前对金属谐振柱上的安装孔与刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质的外形进行修配，调整刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质与谐振腔、谐振柱之间的装配间隙，进一步降低了刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质拆卸所造成的磨损。

12、4、本发明通过控制调试过程中刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质的拆装次数，有效防止了刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质与谐振腔、谐振柱之间的配合松动，提高了双工器的可靠性。

技术特征：

1.一种介质全填充耐低气压放电双工器，其特征在于，包括：金属腔体、盖板和填充介质，其中，全金属腔体包括并排放置的发射通道腔体与接收通道腔体，发射通道腔体与接收通道腔体分别作为谐振腔，谐振腔内的谐振结构为四分之波长同轴谐振柱，两个谐振腔内各设置四个两两并排的金属谐振柱，金属谐振柱由紧固件螺接在谐振腔内；发射通道腔体由填充介质全填充；盖板扣接在金属腔体上，盖板上设置调谐螺钉；所述填充介质为刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质。

2.根据权利要求1所述的一种介质全填充耐低气压放电双工器，其特征在于，所述发射通道腔体由填充介质全填充的方式为将填充介质套装在金属谐振柱上，且金属谐振柱顶端与填充介质之间预留安装间隙。

3.根据权利要求2所述的一种介质全填充耐低气压放电双工器，其特征在于，还包括：采用软物质填充刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质与金属谐振柱之间的间隙。

4.根据权利要求3所述的一种介质全填充耐低气压放电双工器，其特征在于，所述软物质为硅橡胶。

5.根据权利要求1所述的一种介质全填充耐低气压放电双工器，其特征在于，还包括：在调试前修配金属谐振柱上的安装孔及刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质的外形，调整刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质与谐振腔、金属谐振柱之间的装配间隙。

6.根据权利要求1所述的一种介质全填充耐低气压放电双工器，其特征在于，还包括：设定刚性隔热瓦泡沫陶瓷介质的拆装次数上限。

技术总结
本发明公开了一种介质全填充耐低气压放电双工器，采用由全金属腔体、盖板和填充介质构成的四分之波长同轴双工器的基本结构，以刚性隔热瓦泡沫陶瓷作为填充介质填充发射通道腔体，该材料具有密度小、介电常数与空气相当、介质损耗小等特点，使双工器整机的性能得到极大提升，在不影响发射通道腔体尺寸与接收通道协同设计的情况下，实现了低气压耐受功率的提升，有效解决了腔体小间隙结构的低气压放电问题。

技术研发人员：高晓艳,姜华,程丽丽,段江年,张媚,景泉,李少辉,刘希刚,孙广宇,刘秀全,王玉红
受保护的技术使用者：北京空间飞行器总体设计部
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8