一种紧凑型S频段波导双工器的制作方法

本发明涉及射频电路，具体涉及一种紧凑型s频段波导双工器。

背景技术：

1、双工器是将发射和接收信号相隔离，从而保证接收和发射都能同时正常工作的三端口无源微波器件，在微波通信系统中有着应用广泛。采用空气填充的全金属波导双工器具有品质因数值高，插入损耗小，功率容量大等优点，在实际工程领域得到了很多关注。随着无线通信技术的不断发展，空间频谱资源日益紧张，通信系统中接收和发射频率间隔越来越近。为了实现较高的频率选择特性，采用传统滤波器综合方法实现的腔体型滤波器往往需要数十阶的腔体阶数，导致双工器尺寸很大，加工复杂，很难利用于空间受限的情况。因此，具有结构尺寸紧凑，端口隔离度高的波导双工器具有广泛的应用需求。

技术实现思路

1、如背景技术中所述，通信系统中接收和发射频率间隔越来越近，如对于某s频段的馈源，其中低频工作频段为：2.00～2.13ghz；高频工作频段为：2.40～2.53ghz；工作频段内回波损耗大于20db，高频端口与低频端口之间隔离度要求超过85db，对于该要求，若采用腔体型滤波器，端口隔离度低，且尺寸很大，不能满足小型化需求。

2、针对上述问题，本发明提出一种紧凑型s频段波导双工器，由t型结1，低频段滤波器2及高频段滤波器3组成，所述t型结1的两个输出端口与低频段滤波器2和高频段滤波器3内部连通；所述低频段滤波器2实现对低频信号能量的选频，并对高频段信号能量具有较高的抑制；所述高频段滤波器3实现对高频信号能量的选频，并对低频段信号能量具有较高的抑制。

3、进一步的，所述t型结1的输入端口11与公共端口相连，第一输出端口12与低频段滤波器2内部连通，第二输出端口13与高频段滤波器3内部连通，并在t型结1两个输出端口背面设计具有特定尺寸的阶梯型结构14实现较好的阻抗匹配。其中阶梯型结构的台阶高度a2为8mm，第一输出端口12以及第二输出端口13的内径a3为30mm，第一输出端口12与第二输出端口13的距离a4为120mm。

4、进一步的，所述低频段滤波器2的输入端口21与t型结1的输出端口12内部连通。低频段滤波器2的输出端口23与外部低频段输出端口相连。所述低频段滤波器2具有特定尺寸的22个等间隔的矩形波导膜片22以实现滤波功能。其中矩形波导膜片22的间隔宽度w1及厚度w2均为8mm；从输入端口21到输出端口23，22个矩形波导膜片22的长度依次为b1＝31.91mm，b2＝51.77mm，b3＝161.28mm，b4＝51.94mm，b5＝66.06mm，b6＝125.6mm，b7＝67.68mm，b8＝51.42mm，b9＝146.92mm，b10＝48.68mm，b11＝49.85mm，b12＝131.99mm，b13＝49.85mm，b14＝48.68mm，b15＝146.92mm，b16＝48.68mm，b17＝49.85mm，b18＝131.99mm，b19＝74.26mm，b20＝65.7mm，b21＝167.32mm，b22＝75.63mm；而相邻矩形波导膜片22之间间隔长度依次为c1＝12.16mm，c2＝10.29mm，c3＝8.35mm，c4＝7.13mm，c5＝26.67mm，c6＝23.32mm，c7＝11.84mm，c8＝14.95mm，c9＝8.59mm，c10＝9.22mm，c11＝16.95mm，c12＝16.95mm，c13＝9.22mm，c14＝8.59mm，c15＝9.59mm，c16＝9.22mm，c17＝16.95mm，c18＝20.61mm，c19＝10.32mm，c20＝20.94mm，c21＝18.9mm，c22＝21.71mm。

5、进一步的，所述高频段滤波器3的输入端口31与t型结1的输出端口13内部连通。高频段滤波器3的输出端口33与外部高频段输出端口相连。所述高频段滤波器3具有特定尺寸的22个等间隔的矩形波导膜片32以实现滤波功能。其中矩形波导膜片32的间隔宽度w1及厚度w2也均为8mm；从输入端口31到输出端口33，22个矩形波导膜片32的长度依次为d1＝69.94mm，d2＝82.15mm，d3＝96.47mm，d4＝37.11mm，d5＝32.59mm，d6＝108.67mm，d7＝47.09mm，d8＝53.71mm，d9＝114.48mm，d10＝46.06mm，d11＝36.37mm，d12＝102.41mm，d13＝36.37mm，d14＝46.06mm，d15＝114.48mm，d16＝46.06mm，d17＝36.37mm，d18＝102.41mm，d19＝42.45mm，d20＝42.72mm，d21＝85.07mm，d22＝97.26mm；而相邻矩形波导膜片32之间间隔长度依次为e1＝30mm，e2＝11.12mm，e3＝18.32mm，e4＝21.11mm，e5＝16.98mm，e6＝28.26mm，e7＝29.35mm，e8＝23.74mm，e9＝25.82mm，e10＝29.13mm，e11＝24.89mm，e12＝24.89mm，e13＝29.13mm，e14＝25.82mm，e15＝25.82mm，e16＝29.13mm，e17＝24.89mm，e18＝19.78mm，e19＝25.66mm，e20＝19.75mm，e21＝16.35mm，e22＝21.66mm。

6、进一步的，输入端口11，低频段滤波器输出端口23，高频段滤波器输出端口33均采用尺寸为43.18mm×43.18mm的方形波导。

7、进一步的，该紧凑型s频段波导双工器采用数控铣床进行分层加工，并采用螺丝栓接固定使用。

8、有益效果

9、本发明提出的紧凑型s频段波导双工器，采用t型结配合低频段滤波器和高频段滤波器，在t型结输出端口背面设计阶梯型结构实现较好的阻抗匹配，在低频段滤波器和高频段滤波器内设计具有特定尺寸的22个等间隔的矩形波导膜片实现滤波功能；整体尺寸紧凑，功率容量大，通过仿真测试，表面该紧凑型s频段波导双工器能够实现低频工作频率为2.00～2.13ghz，高频工作频段为：2.40～2.53ghz，工作频段内回波损耗大于20db，高频端口与低频端口之间隔离度超过85db设计要求。

10、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种紧凑型s频段波导双工器，其特征在于：由t型结，低频段滤波器及高频段滤波器组成，所述t型结的两个输出端口分别与低频段滤波器和高频段滤波器内部连通；所述低频段滤波器实现对低频信号能量的选频，并抑制高频段信号能量；

2.根据权利要求1所述紧凑型s频段波导双工器，其特征在于：所述t型结的输入端口与公共端口相连，所述t型结的第一输出端口与低频段滤波器内部连通，所述t型结的第二输出端口与高频段滤波器内部连通，并在t型结两个输出端口背面设计具有特定尺寸的阶梯型结构实现阻抗匹配；其中阶梯型结构的台阶高度a2为8mm，t型结的第一输出端口以及第二输出端口为方形出口，边长尺寸a3为30mm，第一输出端口12与第二输出端口13的距离a4为120mm。

3.根据权利要求1所述紧凑型s频段波导双工器，其特征在于：所述低频段滤波器的输入端口与t型结的第一输出端口内部连通；低频段滤波器的输出端口与外部低频段输出端口相连；所述低频段滤波器具有特定尺寸的22个等间隔的矩形波导膜片以实现滤波功能；其中矩形波导膜片的间隔宽度w1及厚度w2均为8mm；从低频段滤波器输入端口到低频段滤波器输出端口，22个矩形波导膜片的长度依次为b1＝31.91mm，b2＝51.77mm，b3＝161.28mm，b4＝51.94mm，b5＝66.06mm，b6＝125.6mm，b7＝67.68mm，b8＝51.42mm，b9＝146.92mm，b10＝48.68mm，b11＝49.85mm，b12＝131.99mm，b13＝49.85mm，b14＝48.68mm，b15＝146.92mm，b16＝48.68mm，b17＝49.85mm，b18＝131.99mm，b19＝74.26mm，b20＝65.7mm，b21＝167.32mm，b22＝75.63mm；而相邻矩形波导膜片之间间隔长度依次为

4.根据权利要求1所述紧凑型s频段波导双工器，其特征在于：所述高频段滤波器的输入端口与t型结的第二输出端口内部连通；高频段滤波器的输出端口与外部高频段输出端口相连；所述高频段滤波器具有特定尺寸的22个等间隔的矩形波导膜片以实现滤波功能；从高频段滤波器输入端口到输出端口，22个矩形波导膜片32的长度依次为d1＝69.94mm，d2＝82.15mm，d3＝96.47mm，d4＝37.11mm，d5＝32.59mm，d6＝108.67mm，d7＝47.09mm，d8＝53.71mm，d9＝114.48mm，d10＝46.06mm，d11＝36.37mm，d12＝102.41mm，d13＝36.37mm，d14＝46.06mm，d15＝114.48mm，d16＝46.06mm，d17＝36.37mm，d18＝102.41mm，d19＝42.45mm，d20＝42.72mm，d21＝85.07mm，d22＝97.26mm；而相邻矩形波导膜片之间间隔长度依次为e1＝30mm，e2＝11.12mm，e3＝18.32mm，e4＝21.11mm，e5＝16.98mm，e6＝28.26mm，e7＝29.35mm，e8＝23.74mm，e9＝25.82mm，e10＝29.13mm，e11＝24.89mm，e12＝24.89mm，e13＝29.13mm，e14＝25.82mm，e15＝25.82mm，e16＝29.13mm，e17＝24.89mm，e18＝19.78mm，e19＝25.66mm，e20＝19.75mm，

5.根据权利要求1所述紧凑型s频段波导双工器，其特征在于：输入端口，低频段滤波器输出端口，高频段滤波器输出端口均采用尺寸为43.18mm×43.18mm的方形波导。

6.根据权利要求1所述紧凑型s频段波导双工器，其特征在于：所述紧凑型s频段波导双工器采用数控铣床进行分层加工，并采用螺丝栓接固定使用。

技术总结本发明提出一种紧凑型S频段波导双工器，由T型结，低频段滤波器及高频段滤波器组成，T型结的两个输出端口与低频段滤波器和高频段滤波器内部连通；T型结两个输出端口背面设计具有特定尺寸的阶梯型结构实现较好的阻抗匹配；低频段滤波器具有特定尺寸的22个等间隔的矩形波导膜片，以实现对低频信号能量的选频，并对高频段信号能量具有较高的抑制；高频段滤波器也具有特定尺寸的22个等间隔的矩形波导膜片，实现对高频信号能量的选频，并对低频段信号能量具有较高的抑制。技术研发人员：刘熠,吴思凡,王珂,李建星,洪玮受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三十九研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/25