单孔紧凑型波导定向滤波器制造技术

本实用新型专利技术公布了单孔紧凑型波导定向滤波器，包括主波导和副波导，还包括设置在主波导和副波导之间的第一滤波器和第二滤波器，第一滤波器的输入端和第二滤波器的输入端均通过同一个耦合孔与主波导联通，第一滤波器的输出端和第二滤波器的输出端也均通过同一个耦合孔与副波导联通，与主波导联通的耦合孔的宽度为X，与副波导联通的耦合孔的宽度为Y（宽度是指耦合孔沿主波导轴线或副波导轴线上的一边的边长），X和Y都小于或等于第一滤波器通带的中心频率时主波导的波导波长的60%。本实用新型专利技术具有结构简单紧凑、工作频带宽、加工调试成本低等特点，可以构成多路多工器、无反射滤波器和互补型双工器等，广泛用于雷达、导弹制导、通信等领域。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种滤波器，具体地说，是涉及一种对称型单孔耦合的宽带紧凑型波导定向滤波器。
技术介绍
滤波器是现代微波通信和军事电子系统中的一种通用原件。定向滤波器由于输入端反射比常规滤波器低得多，在一些对器件匹配要求较高的场合，比如大功率功率放大器中有重要应用。定向滤波器的另一个重要用途是用作带通-带阻互补型双工器。已有的波导定向滤波器包括圆柱腔双模波导定向滤波器和利用两个波导裂缝电桥和两个滤波器实现的波导定向滤波器。前者为三维立体结构，需要分成多个部分分别加工，然后通过精密装配和焊接，然后再调试，导致成本增高。后者由于两个波导裂缝电桥的使用，使器件的体积较大。同时，由于波导裂缝电桥的带宽较窄，构成的波导定向滤波器的带宽较窄。根据传输线理论，两个带通滤波器的输入端和输出端分别通过一个耦合孔与两根传输线耦合，如果两个带通滤波器的输入信号传输到隔离端口时相位差为180度时，也可以构成定向滤波器。但是利用矩形波导实现这种定向滤波器的设计，至今未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可平面放置、结构单一、占地体积小的单孔紧凑型波导定向滤波器。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:单孔紧凑型波导定向滤波器，包括主波导和副波导，还包括设置在主波导和副波导之间的第一滤波器和第二滤波器，主波导的两端上分别设有输入端口和输出端口 A，副波导的两端上分别设有输出端口 B和隔离端口，第一滤波器的滤波器输入端口和第二滤波器的滤波器输入端口均通过同一个耦合孔与主波导联通，第一滤波器的滤波器输出端口和第二滤波器的滤波器输出端口也均通过同一个耦合孔与副波导联通，与主波导联通的耦合孔的宽度为X，与副波导联通的耦合孔的宽度为Y，X和Y都小于或等于第一滤波器通带的中心频率时主波导的波导波长的60%。耦合孔的宽度是指耦合孔沿主波导轴线或副波导轴线上的一边的边长。所述主波导和副波导都为矩形空波导。为了使单孔紧凑型波导定向滤波器的结构更加紧凑，第一滤波器与第二滤波器的滤波器输入端口通过一个共同的稱合孔输入信号，第一滤波器与第二滤波器的滤波器输出端口通过一个共同的耦合孔输出信号。为了使单孔紧凑型波导定向滤波器的结构更加紧凑，连接在第一滤波器上的滤波器输入端口和滤波器输出端口靠近第二滤波器的内侧壁与第一滤波器靠近第二滤波器的内侧壁齐平，连接在第二滤波器上的滤波器输入端口和滤波器输出端口靠近第一滤波器的内侧壁，与第二滤波器靠近第一滤波器的内侧壁齐平。所述主波导的上表面、副波导的上表面、第一滤波器的上表面、第一滤波器的滤波器输入端口和滤波器输出端口的上表面、第二滤波器的上表面、第二滤波器的滤波器输入端口和滤波器输出端口的上表面和耦合孔的上表面均处于同一平面内。第一滤波器和第二滤波器均由串联的若干谐振腔构成，谐振腔内设置有金属体。主波导和副波导相对于主波导和副波导之间的一个平面C呈镜像对称分布，该平面C与第一滤波器轴线垂直。第一滤波器和第二滤波器相对于第一滤波器和第二滤波器之间的一个平面D呈镜像对称分布，所述的平面D与主波导轴线垂直。主波导和副波导的轴线互相平行，第一滤波器的轴线和第二滤波器的轴线互相平行且都垂直于主波导的轴线。X和Y都小于或等于第一滤波器通带的中心频率时主波导的波导波长的60%。有利于器件的小型化设置。本专利技术相对于主波导和副波导之间的一个平面C呈镜像对称分布，该平面C与第一滤波器轴线垂直，即主波导和副波导相对于主波导和副波导之间的一个平面C呈镜像对称分布，该平面C与第一滤波器轴线垂直。为了方便计算和设计，本专利技术相对于第一滤波器和第二滤波器之间的一个平面D呈镜像对称分布，此时所述的平面D与主波导轴线垂直。即第一滤波器和第二滤波器相对于第一滤波器和第二滤波器之间的一个平面D呈镜像对称分布，所述的平面D与主波导轴线垂直。为了方便加工、装配和调试，本专利技术中所述主波导的上表面、副波导的上表面、第一滤波器的上表面、第一滤波器的滤波器输入端口和滤波器输出端口的上表面、第二滤波器的上表面、第二滤波器的滤波器输入端口和滤波器输出端口的上表面和耦合孔的上表面均处于同一平面内。第一滤波器通带的中心频率和第二滤波器通带的中心频率一致，在第一滤波器通带的中心频率时，主波导和副波导的波导波长一致。以往以微带线或带状线做的定向滤波器，其连接主线的两接头之间的距离和连接副线的两接头之间的距离是不一致的。而本专利技术可以通过一个单孔做到具备同样功能的定向滤波器，从而改变其排布，以对称和平面排布为基准，减小其占地空间，使得应用范围更广。具体的说，本专利技术的最大特点是去掉了两个波导裂缝电桥，有利于器件的小型化。同时，第一滤波器与第二滤波器的滤波器输入端口通过一个共同的稱合孔输入信号，第一滤波器与第二滤波器的滤波器输入端口通过一个共同的稱合孔输出信号，第一滤波器和第二滤波器的滤波器输入端口与主波导联通的耦合孔宽度同第一滤波器和第二滤波器的滤波器输出端口与副波导联通的耦合孔宽度相同，而不是相差半个波导波长，器件的体积进一步减小。为了方便加工、装配和调试，降低器件成本，所述主波导，副波导，第一滤波器及其滤波器输入端口和滤波器输出端口，第二滤波器及其滤波器输入端口和滤波器输出端口和耦合孔的上表面齐平，使得所有的微波结构都设置在底座上并可以通过普通数控铣床一次性加工之后,加上平面形状的盖板完成。本专利技术的工作原理可以简述如下:微波信号通过主波导上的滤波器输入端口输入到该单孔紧凑型波导定向滤波器中，通过耦合孔分别进入第一滤波器和第二滤波器的输入端。如果该信号的频率位于第一滤波器和第二滤波器的通带内，两个信号将分别通过两个滤波器在副波导上的输出端口 B同相叠加，从输出端口 B输出。在隔离端口，由于两个信号在这里叠加时，相位相反，输出功率很小。其微波信号传播流程为:微波信号依次通过主波导、第一滤波器和第二滤波器的滤波器输入端口的耦合孔、第一滤波器、一段第一滤波器和第二滤波器输出端的耦合孔或副波导、第一滤波器和第二滤波器的滤波器输出端口的耦合孔、第二滤波器，第一滤波器和第二滤波器的滤波器输入端口的耦合孔，回到主波导的输出端口 A处,此处的微波信号与主波导中直接传播到输出端口 A的信号反相,输出功率很小。如果该信号的频率位于第一滤波器和第二滤波器的通带外，两个信号将分别在第一滤波器和第二滤波器的滤波器输入端口反射回主波导中，从输出端口 A输出。由此可见，位于两个滤波器通带内的信号从输出端口 B输出，位于两个滤波器通带外的信号从输出端口A输出.输入端口的反射很小，隔离端口中输出功率很小，从而很好地实现了定向滤波器或互补性双工器的功能。由于器件的对称性，可以选择主波导和副波导上的任意端口作为输入端口。这时，输出端口和隔离端口应做相应调整。本专利技术的单孔紧凑型波导定向滤波器具有结构简单紧凑、工作频带宽、加工调试成本低等特点，可以构成多路多工器、无反射滤波器和互补型双工器等，广泛用于雷达、导弹制导、通信等军事及民用领域。附图说明图1为本专利技术的俯视图。图2为实施实例I的俯视图。图3为实施实例I的计算结果曲线。图4为实施实例2的俯视图。附图中标号对应名称:1-输入端口，2-输出端口 A，3-输出端口 B，4-隔离端口，5-主波导,6-副波导,7-第一滤波器,8-第二滤波器,9-稱合孔,10本文档来自技高网...

【技术保护点】
单孔紧凑型波导定向滤波器，其特征在于，包括主波导（5）和副波导（6），还包括设置在主波导（5）和副波导（6）之间的第一滤波器（7）和第二滤波器（8），主波导（5）的两端上分别设有输入端口（1）和输出端口A（2），副波导（6）的两端上分别设有输出端口B（3）和隔离端口（4），第一滤波器（7）的滤波器输入端口(10)和第二滤波器（8）的滤波器输入端口(10)均通过同一个耦合孔（9）与主波导（5）联通，第一滤波器（7）的滤波器输出端口(11)和第二滤波器（8）的滤波器输出端口(11)也均通过同一个耦合孔（9）与副波导（6）联通，与主波导（5）联通的耦合孔（9）的宽度为X，与副波导（6）联通的耦合孔（9）的宽度为Y，?X和Y都小于或等于第一滤波器（7）通带的中心频率时主波导（5）的波导波长的60%。

【技术特征摘要】
1.单孔紧凑型波导定向滤波器，其特征在于，包括主波导(5)和副波导(6)，还包括设置在主波导(5)和副波导(6)之间的第一滤波器(7)和第二滤波器(8)，主波导(5)的两端上分别设有输入端口(I)和输出端口 A (2)，副波导(6)的两端上分别设有输出端口 B (3)和隔离端口(4)，第一滤波器(7)的滤波器输入端口(10)和第二滤波器(8)的滤波器输入端口(10)均通过同一个耦合孔(9)与主波导(5)联通，第一滤波器(7)的滤波器输出端口(11)和第二滤波器(8)的滤波器输出端口(11)也均通过同一个耦合孔(9)与副波导(6)联通，与主波导(5)联通的耦合孔(9)的宽度为X，与副波导(6)联通的耦合孔(9)的宽度为Y，X和Y都小于或等于第一滤波器(7)通带的中心频率时主波导(5)的波导波长的60%。2.根据权利要求1所述的单孔紧凑型波导定向滤波器，其特征在于，所述主波导(5)和副波导(6)都为矩形空波导。3.根据权利要求1所述的单孔紧凑型波导定向滤波器，其特征在于，第一滤波器(7)与第二滤波器(8)的滤波器输入端口(10)通过一个共同的耦合孔(9)输入信号，第一滤波器(7)与第二滤波器(8)的滤波器输出端口(11)通过一个共同的耦合孔(9)输出信号。4.根据权利要求1所述的单孔紧凑型波导定向滤波器，其特征在于，连接在第一滤波器(7)上的滤波器输入端口(10)和滤波器输出端口(11)靠近第二滤波器(8)的内侧壁与第一滤波器(7)靠近第二滤波器(8)的内侧壁齐平，连接在第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清源，谭宜成，张运波，
申请(专利权)人：成都赛纳赛德科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：