[发明专利]一种宽带双工器

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星通信领域中使用的双工器，特别是关于一种适用于Ku波段双向卫星通信系统中改善收发隔离度及收发端口驻波比的宽带双工器。

背景技术

目前Ku波段宽带双工器经常作为反射面天线的配套部件用于双向卫星通信系统中，实现地面站系统对卫星信号的收发隔离。在双向卫星通信系统中，考虑到节省信号发射机的功率以及提高接收信号的质量等因素，通常要求双工器收发端口的驻波比越小越好；同时为了提高接收通道的信噪比，要求收发隔离度越高越好。但在具体设计和仿真中，双工器中的各个模块在优化收发隔离度时又会使端口的驻波比性能指标恶化，低的驻波比和高的收发隔离度是一对矛盾体，如何将这两个指标搭配得最优，是双工器设计中最重要的问题。

为了将驻波比和收发隔离度指标搭配得最优，国内外通常的做法是在设计中将指标的限制范围扩大，并在双工器中增加一个调节装置，待双工器生产完成后，在实验室中对驻波比和收发隔离度指标进行调优。由于每支双工器在生产完成后都有一个调优过程，因而限制了双工器的大规模生产。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种可以避免在加工完成后再对产品进行调节，从而大幅度提高生产效率的宽带双工器。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种带宽双工器，其特征在于它包括直臂匹配波导、耦合器、侧臂匹配波导和低通滤波器，所述直臂匹配波导、耦合器和低通滤波器均为一直管道，所述侧臂匹配波导为一弯管道，所述直臂匹配波导一端作为连接发射机的发射口，另一端连接所述耦合器，所述耦合器的另一端作为通过天线馈源连接接收器的接收口，所述侧臂匹配波导一端连接所述耦合器的中部出口，另一端连接所述低通滤波器，所述低通滤波器的另一端作为通过低噪放大器连接接收器的接收口。

在所述低通滤波器中部设置有一长条形通道，在所述长条形通道内间隔设置有若干矩形滤波块，在所述长条形通道的两端分别设置有两个阶梯状的加宽通道，在靠近所述长条形通道两端的所述加宽通道内分别设置有一矩形滤波块。

所述长条形通道内的滤波块的数量为8～10块，最佳数量为9块。

所述长条形通道和加宽通道内的矩形滤波块高度为：4.5～5.0mm，宽度为：1.6～2.0mm，长度为：3.0～12.0mm。

所述低通滤波器包括通过螺栓连接成一体的腔体和密封盖两部分组成。

所述侧臂匹配波导包括通过螺栓连接成一体的腔体和密封盖两部分组成。

所述耦合器的管道内设置有一矩形隔离块，所述隔离块的高度为：12.5～13.5mm，宽度为：1.5～2.2mm，长度为：18.0-25.0mm。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置了直臂匹配波导、耦合器、侧臂匹配波导、低通滤波器，因此形成了一个谐振窗侧臂耦合+阶梯匹配的回路，实现了在10.75～12.75GHz范围内的正常应用。2、发射频段的信号(13.75～14.0GHz)通过直臂匹配波导和耦合器组成的特有的空腔通道后经过馈源发射出去，由于接收通道的耦合器与滤波器设计的高隔离度，使得发射通道的信号耦合到接收通道后迅速衰减达85dB，保证了接收通道信号的正常接收。3、本发明的低通滤波器采用阶梯状通道形状，并设置了滤波块，因此形成了一带脊的波导滤波器，实现了宽带、邻频的高隔离度，在保证10.75～12.75GHz通带情况下，13.75～14.50GHz隔离度高达70dB以上。4、本发明的耦合器和低通滤波器的高隔离度设计，使本发明收发可以共用一套天线馈源，使卫星地面收发共用系统成为可能。5、本发明结构简单、紧凑，体积小，成本低廉，非常便于模具化、大规模化生产。6、本发明可以实现发射频率13.75～14.50GHz，接收频率10.95～12.75GHz；发射电压驻波比≤1.1∶1，接收电压驻波比≤1.25∶1；收发隔离度≤85dB；发射插入损耗≤0.1dB，接收插入损耗≤0.2dB；功率容量1KW；射频接口WR75，本发明可以广泛用于各种卫星通信系统中。

附图说明

图1是本发明双工器结构示意图

图2是图1的半剖视示意图

图3是图2的A-A剖视示意图

图4是图2的B-B剖视示意图

图5是图4的俯视示意图

图6是本发明侧臂匹配波导侧视示意图

图7是图2的C-C剖视示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细地描述。