專利名稱：采用非標(biāo)準(zhǔn)et結(jié)的大跨度輸出多工器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于微波輸出多工器領(lǐng)域，涉及采用非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的大跨度輸出多工
ο
背景技術(shù)：
輸出多工器位于高功率放大器之后，其功能是將經(jīng)過高功率放大器放大后的多通道信號重新合并在一起，除去諧波和雜波后，送往天線饋源系統(tǒng)實現(xiàn)下行發(fā)射。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，輸出多工器是不可或缺的無源部件。隨著通信衛(wèi)星事業(yè)的迅猛發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對頻率資源的利用效率提出了越來越高的要求。輸出多工器在這一新的形勢的要求下，向著高頻段、大跨度的方向發(fā)展。在輸出多工器的設(shè)計中，工作頻率越高、帶寬跨度越大，可能激勵出來的高次模式的種類和數(shù)量就越多，多工器的設(shè)計難度就越大。ET結(jié)在多工器中形成諧振，其諧振模式及諧振頻率與ET結(jié)的端口尺寸有關(guān)。在大跨度輸出多工器的設(shè)計中，由于其工作頻段比較寬，要求該類產(chǎn)品在一個相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)單模工作。如果不做特殊處理，標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的諧振頻率極易落在多工器的工作帶寬內(nèi)， 導(dǎo)致多工器設(shè)計失敗。鑒于此，在現(xiàn)有技術(shù)限制下，目前國內(nèi)研制的Ka頻段輸出多工器的最大工作跨度約為IGHz左右。中國空間技術(shù)研究院西安分院在“十一五”裝備預(yù)先研究的星載大功率無源組件技術(shù)研究中提出了“大跨度、鄰接型Ka頻段輸出多工器”研究課題。在該課題中，對波導(dǎo)ET 結(jié)做了詳細(xì)的分析和研究，根據(jù)多工器的工作頻率和帶寬的要求，對標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)做了適當(dāng)?shù)母牧?，利用非?biāo)準(zhǔn)ET結(jié)，成功研制了一臺工作頻率跨度達(dá)到2. 2GHz的Ka頻段輸出多工器， 該多工器是到目前為止我分院自主研發(fā)的工作頻帶跨度最大的輸出多工器。

實用新型內(nèi)容本實用新型的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種采用非標(biāo)準(zhǔn)ET 結(jié)的大跨度輸出多工器。該多工器在Ka頻段具有2. 2GHz的工作頻帶跨度，能夠滿足現(xiàn)階段通信衛(wèi)星系統(tǒng)對頻率資源利用效率日益提高的要求。本實用新型的技術(shù)解決方案是采用非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的大跨度輸出多工器，包括通道濾波器、短路板、多個非標(biāo)準(zhǔn)ET 結(jié)、墊片，所述通道濾波器包括帶通濾波器、諧波濾波器和矩圓轉(zhuǎn)換，所述非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)由矩形波導(dǎo)構(gòu)成，其中，在分支波導(dǎo)方向矩形波導(dǎo)的窄邊1^2小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸，主波導(dǎo)方向矩形波導(dǎo)窄邊bl為標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸；或主波導(dǎo)方向矩形波導(dǎo)窄邊 bl小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸，分支波導(dǎo)方向矩形波導(dǎo)的窄邊132為標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸；或主波導(dǎo)方向的窄邊bl與分支波導(dǎo)方向的窄邊Μ的尺寸均小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)的尺寸， 多個非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)通過主波導(dǎo)相互連接，在多個非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)連接成一個整體后，在一端的主波導(dǎo)端口安裝有短路板，另一端的主波導(dǎo)端口為輸出多工器的輸出端口，帶通濾波器的輸出端通過墊片與非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的分支波導(dǎo)相連；帶通濾波器的輸入端通過矩圓轉(zhuǎn)換與諧波濾波器相連。所述帶通濾波器包括輸出耦合膜片、第一圓諧振腔、中間耦合膜片、第二圓諧振腔、輸入耦合膜片，第一圓諧振腔的一端安裝有輸出耦合膜片，為帶通濾波器的輸出端，第一圓諧振腔的另一端通過中間耦合膜片與第二圓諧振腔的一端相連；第二圓諧振腔的另一端安裝有輸入耦合膜片，為帶通濾波器的輸入端。共有6個通道濾波器分別連接到多個連接為一體的非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)上，6個通道濾波器的頻帶跨度大于2. 2GHz。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)本實用新型采用了非標(biāo)準(zhǔn)的波導(dǎo)ET結(jié)，通過壓低ET結(jié)矩形波導(dǎo)的窄邊，將高次模式的諧振頻率移到多工器的工作頻帶以外，使得多工器的工作帶寬得到了明顯的提高，實現(xiàn)了多工器工作頻帶大跨度。(2)本實用新型可以具有6路通道，按輸出多工器的輸出端向安裝短路板2的一端的方向，6個通道的中心頻率依次為19. 3GHz、19. 6GHz、19. 9GHz、20. 2GHz、20. 5GHz、 20. 8GHz，通道帶寬為MOMHz，多工器工作頻帶是18. 9GHz到21. 1GHz，頻帶跨度為2. 2GHz。

[0019]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)圖；[0020]圖2為通道濾波器結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖3輸入、輸出耦合膜片尺寸示意圖。[0022]圖4中間耦合膜片尺寸示意圖；[0023]圖5非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)外形圖；[0024]圖6為ET結(jié)仿真模型；[0025]圖7為ET結(jié)仿真模型與高次模式電場場形分布圖；[0026]圖8為采用標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的輸出多工器全頻帶仿真曲線；[0027]圖9為采用標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的輸出多工器最高頻率通道仿真曲線；[0028]圖10為ET結(jié)中TEOl模諧振頻率隨波導(dǎo)窄邊變化曲線；[0029]圖11是采用非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的輸出多工器的全頻帶理論仿真曲線；[0030]圖12是采用非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的輸出多工器的全頻帶實際測試曲線；[0031]圖13是采用非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的輸出多工器最高頻率通道的實際測試曲線。
具體實施方式
下面就結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行介紹。本實用新型所述采用非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的大跨度輸出多工器如圖1所示，包括通道濾波器1、短路板2、非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)3、墊片4、支架5、底板6、緊固螺釘7。通道濾波器1按照一定的相位間隔分別與非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)3依次相連。非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)3由矩形波導(dǎo)構(gòu)成，其中，在分支波導(dǎo)31方向矩形波導(dǎo)的窄邊1^2小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸，主波導(dǎo)32方向矩形波導(dǎo)窄邊bl為標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸；或主波導(dǎo)32方向矩形波導(dǎo)窄邊bl小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸，分支波導(dǎo)31方向矩形波導(dǎo)的窄邊1^2為標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸；或主波導(dǎo)32方向的窄邊bl與分支波導(dǎo)31方向的窄邊Μ的尺寸均小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)的尺寸。如圖2所示，為通道濾波器1的爆炸示意圖，每一個通道濾波器1為輸出多工器的一個通道。包括帶通濾波器11、諧波濾波器12和矩圓轉(zhuǎn)換13。其中的帶通濾波器11又包括輸出耦合膜片111、第一圓諧振腔112、中間耦合膜片113、第二圓諧振腔114、輸入耦合膜片115、散熱卡子116和導(dǎo)熱帶117。第一圓諧振腔112的一端與輸出耦合模塊111相連后為帶通濾波器11的輸出端， 第一圓諧振腔112的另一端通過中間耦合膜片113與第二圓諧振腔114的一端相連。第二圓諧振腔114的另外一端與輸入耦合膜片115相連，為帶通濾波器11的輸入端。帶通濾波器11的輸出端通過墊片4與非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)3的分支波導(dǎo)31相連，并通過緊固螺釘7固定。帶通濾波器11的輸入端通過矩圓轉(zhuǎn)換13與諧波濾波器12相連。多個非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)3通過主波導(dǎo)32連接，并進(jìn)行一體化加工。在連接后的一端安裝有短路板2，未安裝短路板2的另一端為輸出多工器的輸出端。本實用新型可以具有6路通道，按輸出多工器的輸出端向安裝短路板2的一端的方向,6個通道(依次編號1 6)的中心頻率依次為19. 3GHz、19. 6GHz、19. 9GHz、20. 2GHz、 20. 5GHz、20. 8GHz，通道帶寬為MOMHz，多工器工作頻帶是18. 9GHz到21. IGHz，頻帶跨度為 2. 2GHz。合理選擇圓腔直徑D與腔體長度L之比(D/L)能夠保證各個通道的帶通濾波器 11在多工器的工作頻率范圍18. 9GHz到21. IGHz內(nèi)單模工作。本實用新型中按照6個通道的設(shè)計，1 6通道的第一圓諧振腔112的長度按照通道頻率從高到低的順序依次是 24. 50mm,24. 90mm、25. 48mm,25. 96mm,26. 58mm、27. 14mm ；1 6 通道的第二圓諧振腔 114 的長度按照通道頻率從高到低的順序依次是24. 44mm、24. 88mm、25. 48mm、25. 96mm、26. 58mm、 27. 14mm。輸出多工器各個膜片尺寸如表1所示，如圖3所示為輸入、輸出耦合膜片示意圖， 如圖4所示為中間耦合膜片示意圖。表1輸出多工器耦合膜片尺寸單位mm
權(quán)利要求1.采用非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的大跨度輸出多工器，其特征在于包括通道濾波器(1)、短路板 (2)、多個非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)(3)、墊片(4)，所述通道濾波器(1)包括帶通濾波器(11)、諧波濾波器(1 和矩圓轉(zhuǎn)換(13)，所述非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)(3)由矩形波導(dǎo)構(gòu)成，其中，在分支波導(dǎo)(31)方向矩形波導(dǎo)的窄邊1^2 小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸，主波導(dǎo)(32)方向矩形波導(dǎo)窄邊bl為標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸；或主波導(dǎo)(32)方向矩形波導(dǎo)窄邊bl小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸，分支波導(dǎo)(31)方向矩形波導(dǎo)的窄邊1^2為標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸；或主波導(dǎo)(32)方向的窄邊bl與分支波導(dǎo)(31)方向的窄邊1^2的尺寸均小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)的尺寸，多個非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)C3)通過主波導(dǎo)(3 相互連接，在多個非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)C3)連接成一個整體后，在一端的主波導(dǎo)端口安裝有短路板O)，另一端的主波導(dǎo)端口為輸出多工器的輸出端□，帶通濾波器(11)的輸出端通過墊片⑷與非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)(3)的分支波導(dǎo)(31)相連；帶通濾波器(11)的輸入端通過矩圓轉(zhuǎn)換(1 與諧波濾波器(1 相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的大跨度輸出多工器，其特征在于所述帶通濾波器(11)包括輸出耦合膜片(111)、第一圓諧振腔(112)、中間耦合膜片(113)、第二圓諧振腔(114)、輸入耦合膜片(115)，第一圓諧振腔(11 的一端安裝有輸出耦合膜片(111)，為帶通濾波器(11)的輸出端， 第一圓諧振腔(112)的另一端通過中間耦合膜片(113)與第二圓諧振腔(114)的一端相連；第二圓諧振腔(114)的另一端安裝有輸入耦合膜片(115)，為帶通濾波器(11)的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的大跨度輸出多工器，其特征在于共有6 個通道濾波器(1)分別連接到多個連接為一體的非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)C3)上，6個通道濾波器(1) 的 頻帶跨度大于2. 2GHz。
專利摘要本實用新型公開了一種采用非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)的大跨度輸出多工器，包括通道濾波器(1)、短路板(2)、多個非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)(3)、墊片(4)。通道濾波器(1)包括帶通濾波器(11)、諧波濾波器(12)和矩圓轉(zhuǎn)換(13)。所述非標(biāo)準(zhǔn)ET結(jié)(3)由矩形波導(dǎo)構(gòu)成，在分支波導(dǎo)(31)方向矩形波導(dǎo)的窄邊b2小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸，主波導(dǎo)(32)方向矩形波導(dǎo)窄邊b1為標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸；或主波導(dǎo)(32)方向矩形波導(dǎo)窄邊b1小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸，分支波導(dǎo)(31)方向矩形波導(dǎo)的窄邊b2為標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸；或主波導(dǎo)(32)方向的窄邊b1與分支波導(dǎo)(31)方向的窄邊b2的尺寸均小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)的尺寸。本實用新型在Ka頻段具有2.2GHz的工作頻帶跨度，可滿足現(xiàn)階段通信衛(wèi)星系統(tǒng)對頻率資源利用效率日益提高的要求。
文檔編號H01P1/213GK202178358SQ20112027186
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者倪大寧, 夏亞峰, 張藝凡, 李亞峰, 李勝先, 楊軍, 殷新社, 董坤坤 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所