本實用新型涉及一種波導雙工器，屬于電子技術領域。

背景技術：

波導雙工器廣泛應用于天線饋電系統(tǒng)中，作用是將一個公共通道分成不同頻率的且具有一定隔離度的兩個通道。在小口徑低剖面天線系統(tǒng)中，由于結(jié)構(gòu)空間有限，分頻雙工器的設計非常重要。常規(guī)的波導雙工器通常采用半波長諧振腔形式的濾波器，雖然性能上可以達到不錯的指標，但由于每個濾波器往往需要六個以上的諧振腔，使得雙工器的總長度過長，在ku頻段往往設計在15～20cm或以上，給天線饋電系統(tǒng)的排布造成了困難。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種ku頻段的緊湊型波導雙工器，解決了現(xiàn)有ku頻段波導雙工器體積過大的問題。

本實用新型的技術方案是：一種ku頻段緊湊型波導雙工器，包括一個通帶為12.25～12.75GHz的低通濾波器、一個通帶為14～14.5GHz的帶通濾波器和一個E面T型接頭，且上述兩個濾波器處在一條直線上；

低通濾波器采用標準的BJ120波導接口，即寬邊為19.05mm，窄邊為9.525mm，濾波部分由8對共16個電容膜片級聯(lián)構(gòu)成，電容膜片的厚度都采用1mm，寬度為19.05mm，中間的6對膜片上下距離均為2.97mm，兩端的2對膜片的上下距離都為4.67mm；每組膜片同與其相連的波導構(gòu)成一個波紋單元，波導夾在兩個相鄰膜片的中間，形成一個凹槽，槽深從左到右依次為5.73mm、6.04mm、6.28mm、6.28mm、6.28mm、6.04mm、5.73mm，槽寬從左到右依次為2.13mm、1.77mm、1.6mm、1.6mm、1.6mm、1.77mm、2.13mm；

帶通濾波器采用標準的BJ120波導接口，濾波部分由11個中心處開有矩形諧振窗的膜片級聯(lián)構(gòu)成，膜片的厚度都采用1mm，寬度即為波導的寬邊19.05mm，高度比波導窄邊9.525mm略大，分別為11mm、11.55mm、11.55mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.55mm、11.55mm、10.5mm，其上的矩形諧振窗的寬度都相同，均為10.56mm，膜片的間距分別為2.9mm、2.8mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.63mm、5.04mm，因此整個帶通濾波器的總長小于40mm。

E面T型接頭內(nèi)加入高2.1mm、寬7.32mm的三角形匹配塊，位于端口A下方波導內(nèi)壁上，所述端口A位于低通濾波器和帶通濾波器之間，端口A上設置有長寬為12.1×7.5mm、厚度為1mm的諧振窗。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：

1、本實用新型采用了兩種具有較好帶外抑制的波導濾波器從而可提供有效的分頻功能和較高的端口隔離度，可以廣泛應用到有分頻需求的天線饋電系統(tǒng)中。

2、本實用新型采用的波紋波導濾波器技術以及自諧振膜片和短路支節(jié)相結(jié)合的技術使得整個雙工器總長度大大縮短，縮小了其在低剖面動中通天線的饋電系統(tǒng)中占用的空間；同時其結(jié)構(gòu)簡單，加工裝配方便；因為采用全金屬結(jié)構(gòu)，損耗較小。

3、本實用新型采用的E面T型接頭以及輸入端口上諧振窗的設計使得整個雙工器在收發(fā)頻段都達到了良好的匹配效果，駐波小于1.1。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的一種ku頻段緊湊型波導雙工器結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

圖2是本實用新型提供的一種ku頻段緊湊型波導雙工器的仿真結(jié)果。

具體實施方式

本實施例給出的一種ku頻段緊湊型波導雙工器，用于天線的饋電系統(tǒng)中。

如圖1所示，本實施例由中心頻率為12.5GHz的低通濾波器1，中心頻率為14.25GHz的帶通濾波器2，E面T型接頭3組成。本實施例輸入端口A和輸出端口B、端口C都為BJ120標準矩形波導口。工作時，12.25～12.75GHz的收頻信號只能通過端口A-端口B通道，14.0～14.5GHz的發(fā)頻信號只能通過端口A-端口C通道，因而該三端口器件具備分頻功能。

本實施例中低通濾波器1采用了波紋波導濾波器技術，該種形式的濾波器結(jié)構(gòu)緊湊，帶內(nèi)回波損耗低，帶外抑制高。由于波紋濾波器中膜片間的距離非常近，在不連續(xù)處所激勵起的高次模在相鄰膜片處沒有衰減，所以用傳統(tǒng)的等效電路法計算不是很精確，可以采用模式匹配法進行分析計算，即將其拆分成可以級聯(lián)的不連續(xù)單元，確定單元的散射參數(shù)，然后將所有單元級聯(lián)起來，借助計算機進行優(yōu)化設計分析。本實施例中低通濾波器1由關于參考面s2對稱的8對共16個電容膜片11級聯(lián)構(gòu)成，膜片11的厚度都采用1mm，寬度即為波導的寬邊19.05mm，中間的6對膜片上下距離均為2.97mm，兩邊的2對膜片的上下距離都為4.67mm；每組膜片同與其相連的波導12構(gòu)成一個波紋單元，由于波導12夾在兩個相鄰膜片的中間，從結(jié)構(gòu)上看類似一個凹槽，槽深依次為5.73mm、6.04mm、6.28mm、6.28mm、6.28mm、6.04mm、5.73mm，槽寬依次為2.13mm、1.77mm、1.6mm、1.6mm、1.6mm、1.77mm、2.13mm，因此整個低通濾波器1的總長小于22mm

本實施例中帶通濾波器2采用了自諧振膜片和短路支節(jié)相結(jié)合的技術，用帶諧振窗23的膜片21替代了傳統(tǒng)濾波器中的諧振腔，大大縮短了濾波器的長度，而短路支節(jié)22相當于增加一個諧振器進行耦合，在濾波器的通帶外產(chǎn)生一個傳輸零點，可以提高濾波器的帶外抑制特性。所有諧振窗的寬度、高度、所有短路支節(jié)的寬度、長度在經(jīng)過反復優(yōu)化后,共同決定了帶通濾波器的通帶和帶外抑制的性能。本實施例中帶通濾波器2由11個中心開有矩形諧振窗23的膜片21級聯(lián)構(gòu)成，膜片21的厚度都采用1mm，寬度即為波導的寬邊19.05mm，高度比波導窄邊9.525mm略大，分別為11mm、11.55mm、11.55mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.8mm、11.55mm、11.55mm、10.5mm，其上的矩形諧振窗23的寬度都相同，均為10.56mm，膜片21的間距分別為2.9mm、2.8mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.5mm、2.63mm、5.04mm，因此整個帶通濾波器2的總長小于40mm。

本實施例中低通濾波器1和帶通濾波器2處于一條直線上，通過合理設計兩個濾波器到端口A的距離、E面T型接頭3中三角形匹配塊31的位置、形狀和尺寸、端口A處的諧振窗32的尺寸，并在電磁仿真軟件中進行整體優(yōu)化，最終可以得到較好的回波損耗性能。本實施例中三角形匹配塊31高2.1mm，寬7.32mm，位于端口A下方波導內(nèi)壁上，考慮到加工方便，可以將三角形狀替換為臺階形式；諧振窗32的長寬為12.1×7.5mm，厚度為1mm；低通濾波器1到端口A的距離為17.7mm，帶通濾波器2到端口A的距離為12.3mm，因此整個雙工器的總長小于95mm。

圖2顯示了本實施例在CST中的仿真結(jié)果。所圖中給出的S參數(shù)曲線可以看出，在規(guī)定的頻帶內(nèi)(12.25GHz～12.75GHz,14.0GHz～14.25GHz)回波損耗小于-27dB，在發(fā)射頻段內(nèi)(14.0GHz～14.25GHz)端口B和端口C的隔離度大于100dB。

本實用新型未詳細說明部分屬本領域技術人員公知常識。