一種波導雙工器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種波導雙工器，屬于電子【技術領域】。本發(fā)明的波導雙工器使用諧振器的寄生模式作為非傳輸節(jié)點，通過控制主模和主模的耦合與主模和寄生模式耦合的多徑效應在通道濾波器的帶外產生傳輸零點，從而提高雙工器的隔離度；同時，由于該類型的傳輸零點實現(xiàn)方式不需要交叉耦合，可以減小雙工器的結構尺寸，簡化加工和裝配工藝。
【專利說明】一種波導雙工器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種波導雙工器，屬于電子【技術領域】。
【背景技術】
[0002]波導雙工器是微波射系統(tǒng)的關鍵部件。隨著近年來通信系統(tǒng)的發(fā)展，對雙工器的要求也越來越高，要求在給定的尺寸和接口要求的限制下滿足高隔離、低插損的指標。廣義切比雪夫原型通過引入傳輸零點使得滿足同樣的帶外抑制條件下需要更少的諧振器個數(shù)，然而在波導系統(tǒng)中如何實現(xiàn)傳輸零點是一個難點，因為特定的拓撲形式和耦合極性的需求經(jīng)常和雙工器的尺寸及接口要求矛盾。本專利給出了一種新型的雙工器實現(xiàn)形式，不需要交叉耦合，通過諧振器的寄生模式產生傳輸零點，有效地解決了這一矛盾。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了提出一種波導雙工器。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
[0005]本發(fā)明的一種波導雙工器，包括腔體和蓋板，蓋板蓋在腔體上并與腔體固定連接;
[0006]腔體包括公共端T形結和兩個通道濾波器，兩個通道濾波器分別對稱的分布在公共端T形結的兩端；兩個通道濾波器分別為左側通道濾波器和右側通道濾波器；
[0007]左側通道濾波器從公共端T形結向外依次包括左側第一諧振器、左側第二諧振器、左側第三諧振器和左側第四諧振器；
[0008]右側通道濾波器從公共端T形結向外依次包括右側第一諧振器、右側第二諧振器、右側第三諧振器和右側第四諧振器；
[0009]所述的左側第一諧振器、左側第四諧振器、右側第一諧振器和右側第四諧振器為TElOl模式矩形波導諧振器；
[0010]所述的左側第二諧振器、左側第三諧振器、右側第二諧振器和右側第三諧振器為TE201模式諧振器，TE201模式諧振器使用TE201模式作為主模，使用TElOl模式作為寄生模，TElOl寄生模式作為非諧振節(jié)點；所述的TElOl模式矩形波導諧振器中的TElOl模式與TE201模式諧振器中作為寄生模的TElOl模式的頻率不同。
[0011]有益效果
[0012]本發(fā)明的波導雙工器可以不使用交叉耦合在遠帶產生傳輸零點；
[0013]本發(fā)明可以廣泛應用到射頻無線通信系統(tǒng)中；
[0014]本發(fā)明的波導雙工器使用諧振器的寄生模式作為非傳輸節(jié)點，通過控制主模和主模的耦合與主模和寄生模式耦合的多徑效應在通道濾波器的帶外產生傳輸零點，從而提高雙工器的隔離度；同時，由于該類型的傳輸零點實現(xiàn)方式不需要交叉耦合，可以減小雙工器的結構尺寸，簡化加工和裝配工藝。
[0015]雙工器的兩個通道濾波器分別使用兩個TE201模諧振器，使用其“低次模式”TElOl模式的諧振頻率作為非諧振零點，利用非諧振零點產生的多徑耦合，分別在兩個通道產生兩個傳輸零點，用于改善通道濾波器的遠帶抑制，從而改善兩通道的互隔離。
[0016]通過控制濾波器耦合孔的位置來控制濾波器腔體和其低次模式所構成的非諧振零點之間的耦合的極性來控制傳輸零點的位置，使得雙工器的高端通道在低端產生傳輸零點，反之，低端通道在高端也產生兩個傳輸零點，從而提高雙工器的隔離度。由于沒有使用交叉耦合結構，雙工器的整體結構為一條狀結構，便于加工和裝配。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的雙工器腔體的結構示意圖；
[0018]圖2為雙工器協(xié)同仿真場模型，由圖可見在每個諧振器內加入用于協(xié)同調節(jié)的集總端口 ；
[0019]圖3為雙工器的最終全波仿真結果圖，由仿真結果可見使用協(xié)同仿真方法可以通過迭帶方法快速得到雙工器的理想響應所對應的結構尺寸。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0021]實施例
[0022]一種波導雙工器，包括腔體和蓋板，蓋板蓋在腔體上并與腔體固定連接；
[0023]如圖1所示，腔體包括公共端T形結I和兩個通道濾波器，兩個通道濾波器分別對稱的分布在公共端T形結I的兩端；兩個通道濾波器分別為左側通道濾波器和右側通道濾波器；
[0024]左側通道濾波器從公共端T形結I向外依次包括左側第一諧振器2、左側第二諧振器3、左側第三諧振器4和左側第四諧振器5 ；
[0025]右側通道濾波器從公共端T形結I向外依次包括右側第一諧振器2’、右側第二諧振器3’、右側第三諧振器4’和右側第四諧振器5’ ；
[0026]所述的左側第一諧振器2、左側第四諧振器5、右側第一諧振器2’和右側第四諧振器5’為TElOl模式矩形波導諧振器；
[0027]所述的左側第二諧振器3、左側第三諧振器4、右側第二諧振器3’和右側第三諧振器4’為TE201模式諧振器，TE201模式諧振器使用TE201模式作為主模，使用TElOl模式作為寄生模，TElOl寄生模式作為非諧振節(jié)點。
[0028]通過控制諧振器之間的耦合窗口 Ml (左側第二諧振器3與左側第三諧振器4之間)與M2 (左側第三諧振器4與左側第四諧振器5之間)以及Ml’(右側第二諧振器3’與右側第三諧振器4’之間)與M2’(右側第三諧振器4’與右側第四諧振器5’之間)相對位置(Ml與M2、M1’與M2’窗口中心線重合與否)控制通道濾波器的傳輸零點位置。諧振器的窗口開在不同的位置(耦合窗口 Ml與M2、Ml’與M2’中心線之間的距離)可以控制相鄰諧振器之間主模與主模的耦合與主模和寄生模式之間耦合的比例，從而控制傳輸零點距離通帶的遠近。
[0029]使用協(xié)同仿真來確定稱合窗口尺寸和波導長度。
[0030]I)在雙工器的全波電磁場仿真模型中，在每個諧振器電場最大的位置加入與電場方向一致的集總端口，進行全波電磁場仿真。
[0031]2)仿真完成后得到一個由雙工器的三個波端口和8個集總端口構成的11端口仿真結果，然后使用電路級聯(lián)仿真，通過在8個集總端口末端和兩個端口之間加集總電容，調節(jié)這些集總電容的數(shù)值使得雙工器的仿真結果達到理想雙工器的響應結果。
[0032]3)通過調節(jié)電容的大小判斷耦合窗口尺寸與理想尺寸的偏差，然后修改場模型中耦合窗口的尺寸和諧振器的長度。然后重新由步驟I)開始下一輪仿真與優(yōu)化設計，直到全波電磁場模型的仿真結果達到理想的響應結果。
[0033]對于該種類型的雙工器，由于使用不同模式的諧振器，傳統(tǒng)的仿真分析方法無法簡單計算諧振器之間的耦合，除輸入輸出波導端口外，在每個諧振器的電場最大的位置加一個集總端口，然后在路仿真模型中對該N端口電路模型進行協(xié)同仿真，通過調諧電容的大小來判斷全波電磁場模型中對應的耦合、頻率所對應的物理尺寸是否合適，如何修正，然后根據(jù)重新進行修正后的電磁場模型的仿真，如此只需很少幾個循環(huán)就可以找到符合指標要求的雙工器結構尺寸，全波仿真模型如圖2所示，最終的仿真結果如圖3所示，其中Sll(回波損耗)表示能量從端口 I輸入時反射回端口 I的能量，S21 (插入損耗)表示端口 I傳輸?shù)蕉丝?2的能量，S31 (插入損耗)表示端口 I傳輸?shù)蕉丝?3的能量。
【權利要求】
1.一種波導雙工器，其特征在于:包括腔體和蓋板，蓋板蓋在腔體上并與腔體固定連接; 腔體包括公共端T形結和兩個通道濾波器，兩個通道濾波器分別對稱的分布在公共端T形結I的兩端；兩個通道濾波器分別為左側通道濾波器和右側通道濾波器； 左側通道濾波器從公共端T形結向外依次包括左側第一諧振器、左側第二諧振器、左側第三諧振器和左側第四諧振器； 右側通道濾波器從公共端T形結向外依次包括右側第一諧振器、右側第二諧振器、右側第三諧振器和右側第四諧振器； 所述的左側第一諧振器、左側第四諧振器、右側第一諧振器和右側第四諧振器為TElOl模式矩形波導諧振器； 所述的左側第二諧振器、左側第三諧振器、右側第二諧振器和右側第三諧振器為TE201模式諧振器，TE201模式諧振器使用TE201模式作為主模，使用TElOl模式作為寄生模，TElOl寄生模式作為非諧振節(jié)點；TE101模式矩形波導諧振器中的TElOl模式與TE201模式諧振器中作為寄生模的TElOl模式的頻率不同。
【文檔編號】H01P1/20GK103490124SQ201310446043
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2013年9月26日
【發(fā)明者】楊毅民, 張能, 林浩佳, 段斌, 許飛 申請人:西安空間無線電技術研究所