专利名称：同轴型分米波邻频多工合成器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种高频信号发射输出装置，特别是一种同轴型分米波邻频多工合成器。
技术背景目前无线广播电视传输设备中分米波电视多工器只有上海广播科学研究所的波导型分米波电视多工器(实用新型号92215432.5)，上海广播科学研究所的波导型分米波电视多工器，它采用波导腔体的方式实现，因为分米波的波长较长，波导技术一般适应于1000MHZ以上的工作频率。用于1000MHZ以下的工作频率时，体积较大，邻频隔离度不高，难以实现数字电视条件下的传输，加工调试难度大。
技术内容本实用新型的目的旨在于提供一种适合多路电视发射天线共用系统的同轴型分米波邻频多工合成器，使多台大功率分米波电视发射机邻频高隔离地合成一路宽带大功率信号，共用一副发射天线，它可同时传输多套分米波模拟电视节目或数字电视节目，也可数模混合传输，改变腔体尺寸与谐振杆间距，还可用于无线通信。
它包括由多个分别对应于一路分米波段模拟射频电视信号或一群分米波段数字射频电视信号的同轴腔体滤波器1和同轴中心合路谐振腔2，所述同轴腔体滤波器1采用梳状椭圆函数滤波器，它包括安装在同轴腔体6内与输入输出谐振杆13相连的输入输出端口3以及多个通过电容耦合的谐振杆4，在谐振杆4之间的同轴腔体6上分别设有微调带宽的耦合调节螺杆5，所述谐振杆4一端固定于同轴腔体6上，另一端开有圆柱形孔，与之对应的同轴腔体6上安装谐振杆调节螺钉7；所述同轴中心合路谐振腔2包括圆柱形腔体8、中心谐振棒9、顶盖10和底盖11，中心谐振棒9通过顶盖10和底盖11固定于圆柱形腔体8的中轴线位置，所述圆柱形腔体8的圆柱面上根据所需合路的射频电视信号路数在同一横截面上按圆等分开口，这些开口与所述同轴腔体滤波器1相连接，中心谐振棒9与输出口12相连接。
其工作频率采用470-1600MHZ，通过它可以将多个单路分米波电视发射机输出的大功率模拟射频电视信号或多个单群的数字射频电视信号(一群数字射频电视信号一般由3-12套数字电视节目组成)输入到同轴腔体滤波器1进行带通滤波，通过和同轴中心合路谐振腔2共腔合成。适应于分米波，它具有更高的技术指标、插入插耗小、邻频隔离度高、结构简单、调试方便、性能稳定可靠，不但适应模拟电视下的传输，也适应数字电视下的传输，还能实现模拟电视与数字电视的混合传输，还可用于无线通信。
图1为本实用新型结构示意图；图2为同轴腔体滤波器结构示意图；图3为同轴腔体滤波器等效电原理图；图4为同轴中心合路谐振腔侧面示意图；
图5同轴中心合路谐振腔横剖面示意图；图6为本实用新型等效电原理图；图7为两个同轴型分米波邻频多工合成器通过环行器合成的示意图；图8为两个同轴型分米波邻频多工合成器通过双工器或多工器合成的示意图；图9为运用矢量网络分析仪调试插损、反射波形图。
具体实施方式
如图1-6，以包含四根谐振杆的同轴腔体滤波器为例进一步描述一个将12路信号合成的同轴型分米波邻频多工合成器它包括由12个分别对应于一路分米波段模拟射频电视信号或一群分米波段数字射频电视信号的同轴腔体滤波器1和同轴中心合路谐振腔2，所述同轴腔体滤波器1采用梳状椭圆函数滤波器，它包括安装在同轴腔体6内与输入输出谐振杆13相连的输入输出端口3以及多个通过电容耦合的谐振杆4，在谐振杆4之间的同轴腔体6上分别设有微调带宽的耦合调节螺杆5，所述谐振杆4一端固定于同轴腔体6上，另一端开有圆柱形孔，与之对应的同轴腔体6上安装谐振杆调节螺钉7，通过调整谐振杆调节螺钉7的插入谐振杆4内孔的深度调节频率；所述同轴中心合路谐振腔2包括圆柱形腔体8、中心谐振棒9、顶盖10和底盖11，中心谐振棒9通过顶盖10和底盖11固定于圆柱形腔体8的中轴线位置，所述圆柱形腔体8的圆柱面上根据所需合路的射频电视信号路数在同一横截面上按圆等分开口，这些开口与所述同轴腔体滤波器1相连接，中心谐振棒9与输出口12相连接。
还可在同轴腔体滤波器的输入端插入消除反射波的隔离器，同轴腔体多工器的工作频率为470-1600MHZ，它可组成2路、3路、4路、5路、6路、8路、9路、10路、12路多种类型，也可由两个多工器通过环行器合成对上述各路实行再自由组合，还可通过双工器或多工器实现多个多工器再合路，以形成更多的路数，更自由路数的组合。
同轴腔体滤波器1的腔体可以是圆形腔体，也可以是矩形腔体，腔体中心的金属谐振杆4的长度L1由其对应的射频电视信号波长λ决定，L1＝1/4λ，即其长度为波长的四分之一；根据同轴谐振器理论及同轴腔传输理论，谐振杆外径与腔体内径尺寸影响其阻抗，为保证50欧姆阻抗匹配，其尺寸必须成比例。同轴腔体滤波器1为椭圆函数带通滤波器，其带外抑制度高、Q值高。根据同轴腔体滤波器的理论，谐振杆越长，其谐振频率越低，改变谐振杆长度及调节螺钉的调节深度，可以改变工作频率。金属谐振杆4间距越窄，带宽越宽，改变其间距，可以调节带宽，调节谐振杆调节螺钉7的深浅，可以调节插入损耗与隔离度，增加滤波器的级数，其带外抑制度越高，同时插损也越大。本实施方式选用四腔，也可以选用四腔以上，由于本腔体滤波器为高Q值滤波，功率大则容易击穿，谐振杆4中心孔径越大，谐振杆与之孔内壁间距越大，则不容易击穿；谐振杆4越粗，通过功率越大，腔体高度越高，工作频率越高。
中心谐振棒9的外径与同轴中心合路谐振腔2的内孔径成50Ω阻抗匹配关系。谐振杆4的外径与同轴腔体滤波器1的内孔径成50Ω阻抗匹配关系。
一般频率高的同轴腔体滤波器1腔体插入位置与同轴中心合路谐振腔2的中心谐振棒9的距离最近。为提高邻频隔离度与减少调试难度，相邻频道对应的同轴腔体滤波器相隔分布。
谐振杆4须严格垂直于装配面，并采用带平垫与弹簧垫圈的紧固螺钉装配好。谐振杆4长度必须与对应的分米波电视频道相对应，下表是其频道与谐振杆长度对比表
其他频道根据1/4λ理论计算与反复试验得出；同轴腔休滤波器按圆等分规律分别被插入到同轴中心合路谐振腔2中，通过电容与电感耦合，被滤波后的电磁波信号谐振耦合到同轴中心合路谐振腔2上，多个同轴腔体滤波器的信号同时耦合到中心合路腔同轴谐振腔上，从而实现了合路。按圆等分还可形成2路、3路、4路、5路、9路、10路、12路多工器。
同轴中心合路谐振腔2的中心谐振棒9必须严格垂直腔体底面，用带平垫与弹簧垫圈的大型紧固螺钉装好，中心谐振棒9长度必须与多工器的工作频段相对应，频段越高，谐振棒越短，反之越长。
同轴腔体滤波器1采用铝合金方腔，其壁厚为2.0-3.5mm，并对其表面进行电氧化处理或表面镀银处理。腔体要求有良好的切削性能，有较强的硬度，便于钻孔改丝，要有良好的导电性及光洁度以降低插损；中心合路谐振腔2腔体及滤波器谐振杆4采用加工与电性能较好的LY12铝合金棒材进行切削与车铣加工，并进行打磨、攻丝处理。为了保证更好的性能要求对其进行表面镀银处理，以达到光洁度提高与电性能提高；输入输出电缆头座采用50ΩL16型或50ΩN型电缆座，其支架材料必须为聚四氟乙烯；如图6，采用环行器合路以合成更多的路数，多工器1的工作频带为F1，多工器2的工作频带为F2，多工器1输出的信号从环行器的第2端口输出，多工器2输出的信号从环行器第3端口输入到第1端口输出，因频带不同被多工器1反射，再从环行器第1端口输入，从环行器第2端口输出，从而实现了两个多工器的合路，多工器1与多工器2，可以是等路数，也可以不同路数，由此可以组成形成不同路数的多工器，由于环行器邻频隔离度高，可以将两个多工器高隔离再合路。
本实用新型的主要技术指标
多工器拥有滤波器的全部技术指标，主要只多一个邻频隔离度这一关键技术指标。在模拟电视发射的条件下，图像载波与声音载波间距为6.5MHZ，频带间隔为1.5MHZ，削除了一部分图像的残留边带。数字电视调制后的带宽为6.6-6.96MHZ，带宽保证7MHZ，频带间隔为1MHZ，频带间隔越大，隔离度越高，反之则越小。
本实用新型的调试步骤1、粗调用矢量网络分析仪进行调试，从低频道往高频道调，也可由高往低调；从靠近同轴中心合路谐振腔2的第一个谐振杆的谐振杆调节螺钉开始调起，使插损与反射线有明显反应，并调整到规定的频率范围内，然后调第二个，依次按顺序调好四根谐振杆调节螺钉7，使其带宽、中心频率、插损、邻频隔离度、输入输出反射和带内平坦度、带外抑制度达到要求；调好第一个同轴腔体滤波器后，再装调第二个同轴腔体滤波器；调第二个时调节螺杆使邻频隔离度达到要求；因在合路中滤波器有相互影响，调节好第二个同轴腔体滤波器后再去测第一个，发现波形与指标变坏，又要对第二个同轴腔体滤波器进行调节，这样反复几次，使之达到要求；然后调节第3个同轴腔体滤波器，调好第3个后，因相互影响又得去调节第2个、第1个，如此反复，直到3个滤波器都能达多工器指标；如图9所示；依此办法调节第n个，直到调好；2、统调，统调要从相反的顺序调，如果粗调是从低往高调，统调则要从高往低调，反之则反，其方法与所述粗调的方法相同。
权利要求一种同轴型分米波邻频多工合成器，其特征在于A它包括由多个分别对应于一路分米波段模拟射频电视信号或一群分米波段数字射频电视信号的同轴腔体滤波器(1)和同轴中心合路谐振腔(2)，所述同轴腔体滤波器(1)采用梳状椭圆函数滤波器，它包括安装在同轴腔体(6)内与输入输出谐振杆(13)相连的输入输出端口(3)以及多个通过电容耦合的谐振杆(4)，在谐振杆(4)之间的同轴腔体(6)上分别设有微调带宽的耦合调节螺杆(5)，所述谐振杆(4)一端固定于同轴腔体(6)上，另一端开有圆柱形孔，与之对应的同轴腔体(6)上安装谐振杆调节螺钉(7)，通过调整谐振杆调节螺钉(7)的插入谐振杆(4)内孔的深度调节频率；B所述同轴中心合路谐振腔(2)包括圆柱形腔体(8)、中心谐振棒(9)、顶盖(10)和底盖(11)，中心谐振棒(9)通过顶盖(10)和底盖(11)固定于圆柱形腔体(8)的中轴线位置，所述圆柱形腔体(8)的圆柱面上根据所需合路的射频电视信号路数在同一横截面上按圆等分开口，这些开口与所述同轴腔体滤波器(1)相连接，所述中心谐振棒(9)与输出口(12)相连接。
2.如权利要求1的一种同轴型分米波邻频多工合成器，其特征在于相邻频道对应的所述同轴腔体滤波器(1)相隔分布安装于所述同轴中心合路谐振腔(2)的腔体上。
3.如权利要求1的一种同轴型分米波邻频多工合成器，其特征在于多个所述同轴腔体滤波器(1)按圆等分插入所述同轴中心合路谐振腔(2)的腔体上。
4.如权利要求1的一种同轴型分米波邻频多工合成器，其特征在于所述中心谐振棒(9)的外径与同轴中心合路谐振腔(2)的内孔径成50Ω阻抗匹配关系。
5.如权利要求1的一种同轴型分米波邻频多工合成器，其特征在于所述谐振杆(4)的外径与同轴腔体滤波器(1)的内孔径成50Ω阻抗匹配关系。
6.如权利要求1的一种同轴型分米波邻频多工合成器，其特征在于所述同轴腔体滤波器(1)用于数字电视系统时的带宽为7MHz。
7.如权利要求1的一种同轴型分米波邻频多工合成器，其特征在于所述同轴腔体滤波器(1)的用于模拟电视系统时的带宽为6.5MHz。
专利摘要一种同轴型分米波邻频多工合成器，它包括由多个分别对应于一路分米波段模拟射频电视信号或一群分米波段数字射频电视信号的同轴腔体滤波器和同轴中心合路谐振腔，同轴腔体滤波器包括安装在同轴腔体内的输入输出端口以及多个通过电容耦合的谐振杆，在谐振杆之间的同轴腔体上分别设有微调带宽的耦合调节螺杆，所述谐振杆一端固定于同轴腔体上，另一端开有圆柱形孔，与之对应的同轴腔体上安装谐振杆调节螺钉；所述同轴中心合路谐振腔的圆柱形腔体的圆柱面上根据所需合路的射频电视信号路数在同一横截面上按圆等分开口，这些开口与所述同轴腔体滤波器相连接。本实用新型造价低、生产调试简单、成本低，可广泛用于多路模拟电视无线发射、多路数字电视无线发射，还可实现数模兼容发射。
文档编号H04N7/015GK2613114SQ0322700
公开日2004年4月21日 申请日期2003年2月20日 优先权日2003年2月20日
发明者陈意辉 申请人:株洲大同信息科技有限公司