專利名稱:高頻信號(hào)接收裝置的制作方法
本發(fā)明是與一個(gè)高頻信號(hào)接收裝置有關(guān)的，它包括一個(gè)由串聯(lián)諧振器組成的波導(dǎo)濾波器和一個(gè)超高頻信號(hào)接收裝置，而超高頻信號(hào)接收裝置是由一個(gè)微波傳輸帶回路和一條通到與微帶回路相連接的波導(dǎo)變換的微帶組成的。
這樣的一種裝置是以荷蘭專利申請(qǐng)7700230號(hào)而被公開的。通過與一個(gè)分極轉(zhuǎn)換器相連結(jié)，上述的專利申請(qǐng)的接收裝置構(gòu)成了一個(gè)與天線裝置的反射器相結(jié)合的發(fā)射器。這種天線裝置是用來接收超高頻(SHF)信號(hào)的，例如由載波頻率為12GHz(109)的，由特別衛(wèi)星發(fā)射的電視信號(hào)。這個(gè)原工藝接收裝置有一個(gè)長(zhǎng)方形的波導(dǎo)饋送到波導(dǎo)一端的輻射體。在那里，一個(gè)透明的窗子被裝在反射器的焦點(diǎn)處，在它的前邊，有一個(gè)為了濾出一個(gè)由已知分極給出的特定通道的分極轉(zhuǎn)換器。在波導(dǎo)配置的另一端，有一條微帶通到波導(dǎo)轉(zhuǎn)折處，這是以一條微帶通到圓形的波導(dǎo)轉(zhuǎn)折處的形式，并且被裝在微帶回路和波導(dǎo)配置之間。
這樣的一個(gè)接收裝置也可以用來與別的分極形式的轉(zhuǎn)換器聯(lián)結(jié)，例如在一個(gè)發(fā)射器中，使用兩個(gè)這樣的接收裝置和一個(gè)分極轉(zhuǎn)換器相配合。分極轉(zhuǎn)換器把一個(gè)左側(cè)的圓形分極波轉(zhuǎn)換為第1線性分極波，這樣的分極波是應(yīng)用在一種接收裝置上的;而分極轉(zhuǎn)換器把一個(gè)右側(cè)的園形分極波轉(zhuǎn)換為一個(gè)線性分極波，這種分極波是垂直于第1波的，并且應(yīng)用在別的接收裝置中。可是，當(dāng)原工藝的接收裝置用來與這樣的分極轉(zhuǎn)換器相連結(jié)時(shí)，波道的分離卻不適合于實(shí)際用途。
本發(fā)明的一個(gè)目的就是通過對(duì)這接收裝置進(jìn)行改制，以擴(kuò)大超高頻信號(hào)接收裝置的用途，使它成為適宜于與別的式形的分極轉(zhuǎn)換器相結(jié)合，并成為一個(gè)低損耗的、簡(jiǎn)單、便宜而且更加精巧的接收裝置。
根據(jù)這個(gè)發(fā)明，由本文開頭段落所定義的接收裝置具有以下的特征波導(dǎo)轉(zhuǎn)折的微帶是以一個(gè)波導(dǎo)濾波器轉(zhuǎn)折的微帶的形式安裝在波導(dǎo)濾波器的末端諧振器上，并通過在鄰近于相應(yīng)的終端諧振器的波導(dǎo)濾波器的端面上的小孔與安裝在波導(dǎo)濾波器的外側(cè)的超高頻接收裝置的一部分相連接，并且波導(dǎo)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的微帶和有關(guān)的端點(diǎn)諧振器通過調(diào)節(jié)，最少這兩個(gè)成分之一的大小而使它們相匹配。
這個(gè)發(fā)明，提供了這樣的一個(gè)接收裝置，由于它的低反射特別地被復(fù)制成適合于一個(gè)具有兩個(gè)接收裝置和一個(gè)分極轉(zhuǎn)換器相結(jié)合的發(fā)射器。這改善了這種發(fā)射器的通路分離。即使在只有一個(gè)接收器和一個(gè)分極轉(zhuǎn)換器相結(jié)合的發(fā)射器中，也可以獲得低反射和改善了發(fā)射的結(jié)果。另一個(gè)好處就是并不需要把波導(dǎo)濾波器調(diào)整到與波導(dǎo)轉(zhuǎn)折相一致，作為波導(dǎo)轉(zhuǎn)折微帶的性質(zhì)是包含在波導(dǎo)濾波器的設(shè)計(jì)中。還有，可以完成一個(gè)結(jié)構(gòu)更加精巧的接收器，這是由于導(dǎo)波轉(zhuǎn)折的分離微帶和從波導(dǎo)到濾波器的分離轉(zhuǎn)折都省略了的緣故。
在這里，應(yīng)注意到，從聯(lián)合王國專利分類第731498號(hào)可以知道，它本質(zhì)上是通過改變波導(dǎo)的長(zhǎng)度，使波導(dǎo)的阻抗與波導(dǎo)濾波器的末端的諧振器的阻抗相匹配?？墒?，有關(guān)的專利分類旣不是與高頻信號(hào)接收器有關(guān)，也不包括微帶回路，它只與兩個(gè)相同種波導(dǎo)的園形波導(dǎo)形式微波濾波器有關(guān)，每一個(gè)波導(dǎo)都是呈同軸線形式，而每一個(gè)都連接到另一個(gè)末端微波濾波器的諧振器上。
下面將通過一個(gè)例子并參照附圖，對(duì)本發(fā)明具體地加以說明，在不同的附圖中的相應(yīng)的部位將記上相同的參考號(hào)碼。其中
圖1 是本發(fā)明的一個(gè)由兩個(gè)接收裝置組成的天線裝置的示意圖。
圖2 是示出本發(fā)明的一個(gè)接收裝置的一個(gè)截面圖。
圖3 是一個(gè)示出本發(fā)明的一個(gè)接收裝置的垂直剖面和部份截面圖。
圖4 表示本發(fā)明的一個(gè)超高頻信號(hào)接收裝置的一部份的正面圖。
圖1 顯示出一個(gè)由只示出一部分的反射器1和裝在反射器1的焦點(diǎn)處的發(fā)射器已構(gòu)成的天線裝置。這種形式的天線裝置是用來捕捉和處理發(fā)自特別衛(wèi)星的園形分極超高頻信號(hào)的。被顯示為方框圖的發(fā)射器2包括一個(gè)輻射形天線9和一個(gè)連接在那里的分極轉(zhuǎn)換器3。這樣的一個(gè)分極轉(zhuǎn)換器是從特別由C.GANDY撰寫的一篇論文中知道，這篇論文的題目是“為了衛(wèi)星接收的一種園形分極天線”，載于Eng.Res.Rep.BBC-RD-1976/21，Aug 76，分極轉(zhuǎn)換器3是處理在園形分極波里已接收到的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成兩個(gè)互相垂直的、線性分極波。其中一個(gè)波是應(yīng)用到第一接收裝置4-1中，而另一個(gè)波則應(yīng)用到第二接收裝置4-2中，而這兩個(gè)接收裝置是完全相同的。接收裝置4-1和4-2分別由一個(gè)波導(dǎo)器5和一個(gè)超高頻信號(hào)裝置6所構(gòu)成。接收裝置4-1和接收裝置4-2分別通過它們的相應(yīng)的輸出7和8而與在圖中沒有示出的部件相連接，這部件是為了把接收到的信號(hào)作進(jìn)一步處理的。發(fā)射器可以包括如在荷蘭專利申請(qǐng)第7700230號(hào)所描述那樣的一個(gè)分極轉(zhuǎn)換器，在那里，園形分極波被轉(zhuǎn)換成只有一種的線性分極波。這樣的發(fā)射器只有一個(gè)接收裝置4-1。對(duì)于這種形式的接收裝置，將參照?qǐng)D2、3和4而加以詳細(xì)的敘述。
圖2 是接收裝置4-1的一個(gè)縱向截面圖，這種裝置適宜用于在圖1所示的天線裝置。接收裝置4-1包括一個(gè)園筒12，在園柱中，裝有一個(gè)波導(dǎo)濾波器5和1個(gè)超高頻信號(hào)裝置6。園柱體12的一端是靠一個(gè)波導(dǎo)凸緣緊配另件13來牢牢地封閉著的，而在凸緣13中開有一個(gè)小孔14。矩形的波導(dǎo)濾波器5的前端置在到小孔14之中，而小孔處于這一端點(diǎn)。波導(dǎo)濾波器5的后端和以兩部份顯示出來的超高頻信號(hào)裝置6以一個(gè)裝在園筒12中的載體16保持它們位置。在它的前端，波導(dǎo)濾波器5被窗口15緊密地封閉著，窗口是由玻璃或云母制成，這是為了防止塵埃、氣體和濕氣等汚染物進(jìn)入到接收裝置4-1中的。園筒12的后端是以緊密封裝方式，但不進(jìn)一步說明。通過波導(dǎo)凸緣13，波導(dǎo)濾波器5被連接到部份圖示出來的分極轉(zhuǎn)換器3上。在這一具體部份，波導(dǎo)濾波器分隔為5塊11-1至11-5，組成這些塊把濾波器分成4個(gè)諧振器10-1至10-4。分塊后形成間壁11-1至11-4實(shí)現(xiàn)了感抗，這種感抗部份地決定了波導(dǎo)濾波器5的功能。間隔塊11-1是位于波導(dǎo)濾波器5的前端而緊接在上述的窗口15的后邊。間壁11-5是裝在波導(dǎo)濾波器的后端的端面上。超高頻接收裝置6的一部分則安裝在終端諧振器10-4中，并與處于波導(dǎo)濾波器5的外側(cè)的超高頻信號(hào)接收裝置6的其他部分相連接。
圖3 是一個(gè)詳細(xì)的縱剖面圖，它表示出波導(dǎo)濾波器5是由兩個(gè)半部組成的。這兩個(gè)半部的分界面是由把矩形濾波器的寬壁2等分的縱向?qū)ΨQ面構(gòu)成的。4對(duì)間壁11-1至11-4中的每一對(duì)間壁有一個(gè)V字型的凹槽18。當(dāng)波導(dǎo)濾波器的兩半組成一個(gè)整體時(shí)，耦合小孔便形成在對(duì)應(yīng)的間壁之間，圖示的是一對(duì)11-4的間壁。在間壁11-1至11-3的耦合小孔也是以同樣的方法構(gòu)成。諧振器10-1至10-4是通過耦合小孔相連，并通過間壁11-2至11-4串聯(lián)在一起。V字型凹槽，通過沖壓的方法，提供了簡(jiǎn)單而高精度地造出兩半部的可能性，這正如申請(qǐng)人的未發(fā)表荷蘭專利申請(qǐng)第8302439號(hào)所描述的一樣。在間壁11-5的兩半中，有一個(gè)凹陷部分，以兩半部的集合體組成的小孔19，小孔在本發(fā)明的具體例子中，它有一個(gè)長(zhǎng)方形的截面。超高頻信號(hào)接收裝置6的一部份，通過小孔19被插入到終端諧振器中，而其余部分從波導(dǎo)濾波器5伸展出來。小孔19的短邊可以稱做它的高度。在圖3中，這個(gè)小孔19的高度的記號(hào)為K應(yīng)給有一個(gè)最小的尺寸，這個(gè)尺寸取決于超高頻接收裝置6的電磁場(chǎng)必須盡可能小地受導(dǎo)體端面所干擾的要求。另一方面，記號(hào)為K的高度的最大尺寸是由不適宜于讓波導(dǎo)濾波器5通過小孔19而發(fā)生輻射的這一要求而決定的。超高頻裝置6的構(gòu)造詳細(xì)地顯示在圖4中。這個(gè)裝置有一個(gè)普通的基板20，這是被放在第1主面上的，在這種情形是后側(cè)表面，并有一導(dǎo)電層部分地覆蓋著它的表面，在圖4中，是以斜線的部份表示出來的，它形成了一個(gè)底面。對(duì)所提供的第一個(gè)導(dǎo)電的圖形26到31是在第二主面的反面上，在這種情形是正面。與在后面的導(dǎo)體層以及在它們之間的基片20一起，這個(gè)導(dǎo)體圖形構(gòu)成了超高頻信號(hào)裝置6的微帶回路24的一個(gè)組成部分。至于所示的其余部分，基片20只安在它的前方表面，與一個(gè)平衡的輔助導(dǎo)體圖形組成了一個(gè)天線22，而一對(duì)狹小的導(dǎo)體23是作為天線的饋送線組成了波導(dǎo)濾波器轉(zhuǎn)折21的一個(gè)微帶。在超高頻信號(hào)裝置6中，最少轉(zhuǎn)折21是完全地被夾在波導(dǎo)濾波器5的諧振器10-4之中的，而不平衡微帶回路24則是安裝在那里的外側(cè)。
一個(gè)平衡至非平衡的變壓器25，是以微帶技術(shù)而制成的，在圖4中以1條線畫出來，它的一邊與通向微帶回路24的不平衡部分的平衡導(dǎo)體光柵相連接。在這個(gè)例子中，變壓器25是裝在基片20上并以一種入/2發(fā)送的形式。微帶導(dǎo)體26與變壓器25的一邊相連，而變壓器是和微帶回路24相接的。微帶導(dǎo)體26與作為方向絕緣體的Y循環(huán)器27相連接。對(duì)于這一端，基片20是用鐵氧體制成的。在圖4中，只顯示出Y循環(huán)器的中央導(dǎo)體部分。這個(gè)中央導(dǎo)體部分有3個(gè)連接孔道28，29和30;循環(huán)器的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是從28到30，并從30到29等。微帶導(dǎo)體26和循環(huán)器27的孔道28相連，結(jié)果，使從波導(dǎo)濾波器4過來的信號(hào)通過轉(zhuǎn)折21而被傳送到連接于孔道30的超高頻裝置6的別的部分。由超高頻裝置6的其他部分接收到信號(hào)全部消散在由電阻材料做的終端阻抗31中。
連同諧振器10-1至10-4，間壁11-1至11-5和由相應(yīng)的間壁對(duì)組成的耦合小孔的波導(dǎo)濾波器5作為能通過11.7至12.5GHz的帶通濾波器而設(shè)計(jì)在這個(gè)實(shí)際例子中，而通頻域有一個(gè)小于0.1分貝的波紋。為了構(gòu)成這樣的一個(gè)帶通濾波器，可以使用書中所論述的“微波濾波器、阻抗匹配網(wǎng)路和耦合結(jié)構(gòu)”的基本技術(shù)。該書是G.Matlhaei，L.young和E.M.T.Jonos所作，Artech Howe公司1980年出版。
為了保證接收裝置的正常操作，天線22和波導(dǎo)濾波器5的阻抗特性一定要最少要在通頻帶匹配。從上面提及的書中知道，濾波器的諧振器一定要有一個(gè)為頻率的函數(shù)的電抗斜率或SubscePtance斜率。在這具體例子中，這是通過對(duì)4對(duì)電抗間壁11-1至11-4的大小和天線22的大小的選擇而達(dá)成的。在上述書本的濾波理論中，這天線發(fā)揮著電阻元件的作用，而這電抗元件是以一個(gè)阻抗形式的變壓器并安裝在濾波器的一端的。由天線組成的這一電抗元件要求天線阻抗的實(shí)部一定要有一個(gè)至于高于濾波器的通帶的某一常數(shù)值。在這同時(shí)，天線一定要有一個(gè)至少過3通帶后作為頻率的函數(shù)的線性電抗特性。天線的電抗特性對(duì)于電抗斜率諧振器與天線的耦合其振頻率都發(fā)生影響。通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整諧振器10-4和電抗元件11-4的大小，這種影響可以獲得補(bǔ)償。在這個(gè)具體例子中，雙極形式的天線22，它的通過頻率域是由一個(gè)電抗和一個(gè)對(duì)于頻率是線性變化的電阻器的串聯(lián)結(jié)合而提供的。天線22連同耦合到那里的各種導(dǎo)體對(duì)23和連接到導(dǎo)體對(duì)23的超高頻信號(hào)接收裝置6的測(cè)定電阻值，是選擇為等于諧振器10-4的實(shí)連接阻抗。這樣，可以避免在濾波器中使用一個(gè)阻抗變壓器。由于波導(dǎo)濾波器的轉(zhuǎn)折的微帶裝在諧振器10-4的端點(diǎn)，天線22的電抗對(duì)于其振頻率和終端諧振器10-4的電抗斜率都有影響。因?yàn)槌叽绲倪m當(dāng)選擇，對(duì)于天線22的電抗的影響，使其振頻率和電抗斜率再次獲得它的本來的數(shù)值。通過對(duì)諧振器10-4的軸方向上的大小的選擇，就如終端諧振器的電抗可以改變一樣，可以把尺寸定得更加細(xì)致。當(dāng)由間壁對(duì)11-4組成的耦合小孔顯示出電感時(shí)，那是可以通過選擇這些小孔的大小來影響匹配的。那是很明白的，上述的尺寸法的組合當(dāng)然也可以應(yīng)用。結(jié)果，當(dāng)在波導(dǎo)濾波器5上裝上超高頻信號(hào)接收裝置6時(shí)，無須作任何調(diào)整。這當(dāng)接收裝置4-1是大量生產(chǎn)時(shí)就顯得更加重要的。因?yàn)槲?、波?dǎo)濾波器轉(zhuǎn)折21和波導(dǎo)濾波器5的好匹配，使接收裝置4-1具有一個(gè)很低的反射系極，它的系數(shù)被表示為一個(gè)認(rèn)識(shí)的對(duì)于理論最佳值為1.2的電壓駐波比1.35，并使用一個(gè)在11.5和12.85GHz之間有-10分貝點(diǎn)和有處于-3分貝點(diǎn)之間的上述的通帶的濾波器。結(jié)果，使接收裝置4-1非常適合用于具有2個(gè)接收裝置和一個(gè)分極變換器相結(jié)合的發(fā)射器中。
通過把波導(dǎo)濾波器轉(zhuǎn)折21直接地裝到波導(dǎo)濾波器5中，便可使接收裝置4-1具有一個(gè)小巧的結(jié)構(gòu)。一般地，發(fā)射器2的構(gòu)造不限于只用在帶有天線22的接收裝置4-1，而且可以用于全部具有線性電抗特性和一個(gè)實(shí)部常數(shù)的天線。
在這個(gè)具體例子中，諧振器10-1至10-4是串聯(lián)諧振式的。同樣的原理也可以應(yīng)用于并聯(lián)諧振式的諧振器。
勘誤表
EL85501685102319850401勘誤表
權(quán)利要求
1.一個(gè)高頻信號(hào)接收裝置，包括一個(gè)由串聯(lián)的波導(dǎo)諧振器組成的波導(dǎo)濾波器和一個(gè)由微帶回路，連接于這微帶回路的波導(dǎo)轉(zhuǎn)折的一個(gè)微帶組成的超高頻信號(hào)接收裝置，它的特征是波導(dǎo)轉(zhuǎn)折的微帶以一個(gè)波導(dǎo)濾波器轉(zhuǎn)折的微帶的形式裝在波導(dǎo)濾波器的終端諧振器上，并通過在波導(dǎo)濾波器端面的上述的諧振器上的一個(gè)小孔與安裝在波導(dǎo)濾波器外側(cè)的超高頻信號(hào)接收裝置的一部分相接；波導(dǎo)轉(zhuǎn)折的微帶和有關(guān)的終端諧振器是根據(jù)選擇至少這兩個(gè)成份之中之一的大小而進(jìn)行匹配的。
2.一個(gè)如要求1所主張的接收裝置，它的特征是波導(dǎo)轉(zhuǎn)折的微帶包括一個(gè)有復(fù)數(shù)素的阻抗而它的實(shí)部等于終端諧振器的連接阻抗的天線，并通過對(duì)于有關(guān)的終端諧振器在軸方向上的大小選擇把天線的阻抗的虛部和波導(dǎo)濾波器的阻抗相匹配。
3.如要求1所主張的一個(gè)接收裝置，它的特征是波導(dǎo)轉(zhuǎn)折微帶包括一個(gè)有復(fù)數(shù)素的阻抗天線，而阻抗的虛部是用改變相應(yīng)的終端諧振器的耦合小孔的尺寸來與波導(dǎo)濾波器相匹配的，這樣，后者將被耦合到濾波器的諧振器的附近。
4.如要求2或3所主張的一個(gè)接收裝置，它的特征是這樣的超高頻信號(hào)接收裝置包括一個(gè)安裝在有一導(dǎo)體層的第一表面和對(duì)面上的基片部分，第二主面是安裝在與第1導(dǎo)體光柵和導(dǎo)體層一起的，并最少組成微帶回路的一部分，基片的其余部分只安裝在具有輔助導(dǎo)體圖形的第2表面上，并組成一個(gè)雙極天線，作為波導(dǎo)轉(zhuǎn)折的微帶的一部分，這樣，天線通過一個(gè)平衡至不平衡變壓器與微帶回路進(jìn)行耦合。
5.一個(gè)由串聯(lián)諧振器組成的矩形波導(dǎo)濾波器應(yīng)用在一個(gè)如要求1所主張的接收裝置中，這個(gè)濾波器被濾波器的一個(gè)縱向?qū)ΨQ面分隔成兩半，并造成最少在一個(gè)端面上開有小孔，它的特征是，小孔造成有長(zhǎng)方形的截面，并安裝成使濾波器的縱向?qū)ΨQ面縱向地插入到小孔中。
專利摘要
一個(gè)超高頻信號(hào)接收裝置，包括一個(gè)由串聯(lián)諧振器組成的矩形波導(dǎo)濾波器，一個(gè)包括一個(gè)微帶回路和與該回路相聯(lián)的波導(dǎo)濾波的微帶超高頻信號(hào)裝置。由于適當(dāng)?shù)念l道間隔可以通過在濾波器中安裝一個(gè)波導(dǎo)濾波器轉(zhuǎn)折的微帶并把濾波器匹配到那里而獲得，故可使接收裝置更加小巧并有一個(gè)很低的反射系數(shù)而且也無需把轉(zhuǎn)折調(diào)節(jié)到波導(dǎo)濾波器。
文檔編號(hào)H04B1/06GK85102319SQ85102319
公開日1987年1月24日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者D·J·羅爾?！さ驴颂?申請(qǐng)人:菲利浦光燈制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan