全文摘要
本实用新型提供一种结构设计新颖的EHF频段微波网络装置；包括：一个具有六端口的分波器；四个Q\/K频段腔体滤波器；两个+45°移相器；两个‑45°移相器；一个具有五端口的合路器；一个隔板极化器；一个K频段正交模耦合器；其中，四个Q\/K频段腔体滤波器分别连接在分波器的前、后、上、下四个侧面端口上；两个+45°移相器同一方向上的一端分别连接在两个Q\/K频段腔体滤波器上，另一端分别连接在合路器上；两个‑45°移相器同一方向上的一端分别连接在两个Q\/K频段腔体滤波器上，另一端分别连接在合路器上，隔板极化器连接在分波器的左侧面端口上；K频段正交模耦合器连接在合路器的左侧面端口上；分波器的右侧面端口上连接有圆波导。
主设计要求
1.一种EHF频段微波网络装置，其特征在于：包括：一个具有六端口的分波器；四个Q\/K频段腔体滤波器；两个+45°移相器；两个-45°移相器；一个具有五端口的合路器；一个隔板极化器；一个K频段正交模耦合器；其中，四个Q\/K频段腔体滤波器分别连接在分波器的前、后、上、下四个侧面端口上；两个+45°移相器同一方向上的一端分别连接在分波器上侧面端口和下侧面端口上的两个Q\/K频段腔体滤波器上，两个+45°移相器另一方向上的另一端分别连接在合路器的上侧面端口和下侧面端口上，且两个+45°移相器对称设置；两个-45°移相器同一方向上的一端分别连接在分波器前侧面端口和后侧面端口上的两个Q\/K频段腔体滤波器上，两个-45°移相器另一方向上的另一端分别连接在合路器的前侧面端口和后侧面端口上，且两个-45°移相器对称设置；两个+45°移相器与两个-45°移相器四者对称设置；隔板极化器连接在分波器的左侧面端口上；K频段正交模耦合器连接在合路器的左侧面端口上；分波器的右侧面端口上连接有圆波导。
设计方案
1.一种EHF频段微波网络装置，其特征在于：
包括：
一个具有六端口的分波器；
四个Q\/K频段腔体滤波器；
两个+45°移相器；
两个-45°移相器；
一个具有五端口的合路器；
一个隔板极化器；
一个K频段正交模耦合器；
其中，四个Q\/K频段腔体滤波器分别连接在分波器的前、后、上、下四个侧面端口上；
两个+45°移相器同一方向上的一端分别连接在分波器上侧面端口和下侧面端口上的两个Q\/K频段腔体滤波器上，两个+45°移相器另一方向上的另一端分别连接在合路器的上侧面端口和下侧面端口上，且两个+45°移相器对称设置；
两个-45°移相器同一方向上的一端分别连接在分波器前侧面端口和后侧面端口上的两个Q\/K频段腔体滤波器上，两个-45°移相器另一方向上的另一端分别连接在合路器的前侧面端口和后侧面端口上，且两个-45°移相器对称设置；
两个+45°移相器与两个-45°移相器四者对称设置；
隔板极化器连接在分波器的左侧面端口上；
K频段正交模耦合器连接在合路器的左侧面端口上；
分波器的右侧面端口上连接有圆波导。
2.如权利要求1所述的EHF频段微波网络装置，其特征在于：所述分波器的轴向截面呈梯形，且分波器的前侧面与后侧面、上侧面与下侧面均为对称结构，且前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的结构相同；
分波器内设有圆锥型腔体，且圆锥型腔体沿分波器轴向贯穿圆锥型腔体左右两端，且圆锥型腔体大口端位于分波器右侧面上，圆锥型腔体小口端位于分波器左侧面上。
3.如权利要求2所述的EHF频段微波网络装置，其特征在于：分波器内设有四个耦合孔，四个耦合孔分别位于前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的壁面上，四个耦合孔外侧开口分别贯穿前侧面、后侧面、上侧面与下侧面端部，四个耦合孔内侧开口均连通于所述圆锥型腔体，四个耦合孔分别为前耦合孔、后耦合孔、上耦合孔、下耦合孔；四个所述耦合孔的结构相同，且四个耦合孔的截面均呈矩形。
4.如权利要求3所述的EHF频段微波网络装置，其特征在于：分波器内的前侧面、后侧面、上侧面与下侧面上分别设有前螺纹孔、后螺纹孔、上螺纹孔、下螺纹孔。
5.如权利要求4所述的EHF频段微波网络装置，其特征在于：所述圆波导为管状结构且两端开口，圆波导的两端分别设有连接法兰，连接法兰上开设有安装孔，与分波器的右侧面端口连接的所述圆波导的端部开口上设有环状台槽；所述分波器的右侧面端口上设有环形定位台，所述圆波导通过端部的连接法兰与分波器的右侧面端口连接，且固定螺栓贯穿安装孔并螺纹连接在分波器的右侧面端口上的右螺纹孔内，此时，所述环形定位台嵌入至环状台槽内。
6.如权利要求5所述的EHF频段微波网络装置，其特征在于：所述Q\/K频段腔体滤波器为腔体滤波器，Q\/K频段腔体滤波器的两端分别设有前法兰连接件、后法兰连接件，且前法兰连接件、后法兰连接件上分别开设有前安装孔、后安装孔；Q\/K频段腔体滤波器前法兰连接件通过前安装孔与+45°移相器或-45°移相器端部连接；Q\/K频段腔体滤波器前后法兰连接件通过后安装孔与分波器对应侧面连接。
7.如权利要求6所述的EHF频段微波网络装置，其特征在于：Q\/K频段腔体滤波器内部设有矩形腔体，矩形腔体贯穿Q\/K频段腔体滤波器前后两端，且Q\/K频段腔体滤波器内的矩形腔体内设有若干个矩形槽。
8.如权利要求7所述的EHF频段微波网络装置，其特征在于：+45°移相器、-45°移相器的结构相同，两者均呈“[”形，且+45°移相器、-45°移相器内设有连通+45°移相器、-45°移相器两端的腔体，+45°移相器、-45°移相器的两端分别设有第一连接法兰连接件、第二连接法兰连接件，第一连接法兰连接件、第二连接法兰连接件上分别开设有第一固定孔、第二固定孔。
9.如权利要求8所述的EHF频段微波网络装置，其特征在于：所述合路器的轴向截面为梯形，且合路器的前侧面与后侧面、上侧面与下侧面均为对称结构，且前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的结构相同；合路器内设有呈圆锥形的锥形腔体，锥形腔体大口端位于合路器右侧面上，锥形腔体小口端止于合路器内的中部；
合路器设有四个扼流槽，四个扼流槽分别位于合路器上的前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的壁面上，四个扼流槽外侧开口分别贯穿合路器上的前侧面、后侧面、上侧面与下侧面端部，四个扼流槽内侧开口均连通于所述锥形腔体，四个所述扼流槽的结构相同，且四个扼流槽的截面均呈矩形；
合路器上的前侧面、后侧面、上侧面与下侧面上分别开设有合路器螺纹孔。
10.如权利要求9所述的EHF频段微波网络装置，其特征在于：所述合路器的左侧面上设有环状凸台；所述隔板极化器内部设有连通隔板极化器两端的通腔，与合路器左侧面连接的隔板极化器端部套在环状凸台上并通过该隔板极化器端部的法兰与合路器左侧面连接；
隔板极化器上设有六个台阶，六个台阶由金属隔板构成。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及卫星通信领域，尤其涉及一种EHF频段卫通收发天线的EHF频段微波网络装置。
背景技术
近年来，随着国际上政治、经济等形势的变化以及半导体微电子技术的快速发展，卫星通信技术的地位越来越重要，特别是高频段毫米波频段卫星通信系统，已经成为各国发展的目标。EHF频段作为毫米波频段的一部分，也吸引了各国更多的关注，从而EHF 频段射频设备的研制技术也就越来越迫切。在国际环境、军事应用、民用等方面的需求下以及半导体微电子技术的逐步成熟的前提下，发展高频段射频技术己经是目前微波射频领域的发展方向。
1、传统超高频微波网络采用微带方式进行传输、耦合和功分，但是这种形式的微波网络无法承受大功率的使用；
2、传统超高频微波网络采用腔体方式进行设计时，极化器采用交齿极化器，这种形式通过加工难以保证性能，通过手动调试时由于超高频导致调试难度较大；
3、传统超高频微波网络采用腔体方式进行设计时，多为非对称结构，不利于圆极化功能的实现；
4、传统超高频微波网络采用腔体方式进行设计时，为降低加工难度，整体微波网络架构较大，设计较为臃肿，缺乏美感。
5、传统超高频微波网络采用腔体方式进行设计时，为了降低加工难度，微波器件需要大量的人工调试，由于超高频调试难度较大，不利于批量生产。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种结构设计新颖的EHF频段微波网络装置。
为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：
设计一种EHF频段微波网络装置，包括：
一个具有六端口的分波器；
四个Q\/K频段腔体滤波器；
两个+45°移相器；
两个-45°移相器；
一个具有五端口的合路器；
一个隔板极化器；
一个K频段正交模耦合器；
其中，四个Q\/K频段腔体滤波器分别连接在分波器的前、后、上、下四个侧面端口上；
两个+45°移相器同一方向上的一端分别连接在分波器上侧面端口和下侧面端口上的两个Q\/K频段腔体滤波器上，两个+45°移相器另一方向上的另一端分别连接在合路器的上侧面端口和下侧面端口上，且两个+45°移相器对称设置；
两个-45°移相器同一方向上的一端分别连接在分波器前侧面端口和后侧面端口上的两个Q\/K频段腔体滤波器上，两个-45°移相器另一方向上的另一端分别连接在合路器的前侧面端口和后侧面端口上，且两个-45°移相器对称设置；
两个+45°移相器与两个-45°移相器四者对称设置；
隔板极化器连接在分波器的左侧面端口上；
K频段正交模耦合器连接在合路器的左侧面端口上；
分波器的右侧面端口上连接有圆波导。
所述分波器的轴向截面呈梯形，且分波器的前侧面与后侧面、上侧面与下侧面均为对称结构，且前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的结构相同；
分波器内设有圆锥型腔体，且圆锥型腔体沿分波器轴向贯穿圆锥型腔体左右两端，且圆锥型腔体大口端位于分波器右侧面上，圆锥型腔体小口端位于分波器左侧面上。
分波器内设有四个耦合孔，四个耦合孔分别位于前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的壁面上，四个耦合孔外侧开口分别贯穿前侧面、后侧面、上侧面与下侧面端部，四个耦合孔内侧开口均连通于所述圆锥型腔体，四个耦合孔分别为前耦合孔、后耦合孔、上耦合孔、下耦合孔；四个所述耦合孔的结构相同，且四个耦合孔的截面均呈矩形。
所述圆波导为管状结构且两端开口，圆波导的两端分别设有连接法兰，连接法兰上开设有安装孔，与分波器的右侧面端口连接的所述圆波导的端部开口上设有环状台槽；所述分波器的右侧面端口上设有环形定位台，所述圆波导通过端部的连接法兰与分波器的右侧面端口连接，且固定螺栓贯穿安装孔并螺纹连接在分波器的右侧面端口上的右螺纹孔内，此时，所述环形定位台嵌入至环状台槽内。
所述Q\/K频段腔体滤波器为腔体滤波器，Q\/K频段腔体滤波器的两端分别设有前法兰连接件、后法兰连接件，且前法兰连接件、后法兰连接件上分别开设有前安装孔、后安装孔；Q\/K频段腔体滤波器前法兰连接件通过前安装孔与+45°移相器或-45°移相器端部连接；Q\/K频段腔体滤波器前后法兰连接件通过后安装孔与分波器对应侧面连接。
Q\/K频段腔体滤波器内部设有矩形腔体，矩形腔体贯穿Q\/K频段腔体滤波器前后两端，且Q\/K频段腔体滤波器内的矩形腔体内设有若干个矩形槽。
+45°移相器、-45°移相器的结构相同，两者均呈“[”形，且+45°移相器、-45°移相器内设有连通+45°移相器、-45°移相器两端的腔体，+45°移相器、-45°移相器的两端分别设有第一连接法兰连接件、第二连接法兰连接件，第一连接法兰连接件、第二连接法兰连接件上分别开设有第一固定孔、第二固定孔。
所述合路器的轴向截面为梯形，且合路器的前侧面与后侧面、上侧面与下侧面均为对称结构，且前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的结构相同；合路器内设有呈圆锥形的锥形腔体，锥形腔体大口端位于合路器右侧面上，锥形腔体小口端止于合路器内的中部；
合路器设有四个扼流槽，四个扼流槽分别位于合路器上的前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的壁面上，四个扼流槽外侧开口分别贯穿合路器上的前侧面、后侧面、上侧面与下侧面端部，四个扼流槽内侧开口均连通于所述锥形腔体，四个所述扼流槽的结构相同，且四个扼流槽的截面均呈矩形。
合路器上的前侧面、后侧面、上侧面与下侧面上分别开设有合路器螺纹孔。
所述合路器的左侧面上设有环状凸台；所述隔板极化器内部设有连通隔板极化器两端的通腔，与合路器左侧面连接的隔板极化器端部套在环状凸台上并通过该隔板极化器端部的法兰与合路器左侧面连接；
隔板极化器上设有六个台阶，六个台阶由金属隔板构成。
本实用新型的有益效果在于：
本设计具有极高频、超宽带、高隔离度、输出、插入损耗小、驻波比小、功率容量大、调试简单、加工容易等诸多优点，该微波网络装置能够满足EHF通信全频带微波网络的设计需求，尤其适用于圆极化网络的设计。
本设计具有如下优点：
1、本实用新型整体采用金属腔体微波器件组成，能承受大功率发射的使用要求；
2、本实用新型整体采用机加和金属银钎焊工艺加工，所有电性能指标靠设计和机加工艺保证，无需后期调试；
3、本实用新型整体采用对称结构，便于设计和加工过程微波网络对于圆极化轴比的要求，最终在发射和接收轴比都在1.2dB以下；
4、本实用新型整体结构简洁，采用分波器，隔板极化器，四臂合成的方式，体积小、安装方便简单；
5、本实用新型整体靠设计和机加保证微波网络电性能指标，无需二次调试，利于批量加工。
附图说明
图1是本实用新型的整体系统结构示意图；
图2是本实用新型中圆波导端面结构及端部剖面结构示意图；
图3是本实用新型中分波器右侧视角端面结构示意图；
图4是本实用新型中分波器轴向剖面结构示意图；
图5是本实用新型中分波器立体结构示意图；
图6是本实用新型中Q\/K频段腔体滤波器两个端部结构以及剖面结构示意图；
图7是本实用新型中+45°移相器的结构示意图；
图8是本实用新型中-45°移相器的结构示意图；
图9是本实用新型中合路器右侧面视角结构示意图；
图10是本实用新型中合路器剖面结构示意图；
图11是本实用新型中合路器立体结构示意图；
图12是本实用新型中K频段正交模耦合的结构示意图；
图13是本实用新型中K频段正交模耦合的局部剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
实施例1：一种EHF频段微波网络装置，参见图1至图13；包括：
一个具有六端口的分波器2；
一个波导管1；
四个Q\/K频段腔体滤波器3；
两个+45°移相器5；
两个-45°移相器6；
一个具有五端口的合路器8；
一个隔板极化器4；
一个K频段正交模耦合器7。
具体的，所述分波器2的轴向截面呈梯形，且分波器的前侧面2.15与后侧面、上侧面2.11与下侧面2.13均为对称结构，且前侧面2.15、后侧面、上侧面2.11与下侧面2.13的结构相同；分波器内设有圆锥型腔体2.1保证电性能导通，且圆锥型腔体2.1 沿分波器轴向贯穿圆锥型腔体左右两端，且圆锥型腔体大口端2.4位于分波器右侧面 2.4上，圆锥型腔体小口端3位于分波器左侧面2.3上，圆锥型腔体大口端直径R1大于圆锥型腔体小口端直径R2。
进一步的，分波器内设有四个耦合孔2.5保证电性能导通，四个耦合孔2.5分别位于前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的壁面上，四个耦合孔2.5外侧开口分别贯穿前侧面、后侧面、上侧面与下侧面端部，四个耦合孔内侧开口均连通于所述圆锥型腔体，四个耦合孔分别为前耦合孔、后耦合孔、上耦合孔、下耦合孔；四个所述耦合孔的结构相同，且四个耦合孔的截面均呈矩形。
同时，分波器2内的前侧面、后侧面、左侧面2.14、右侧面2.12、上侧面与下侧面上分别设有前螺纹孔2.10、后螺纹孔、左螺纹孔2.8、右螺纹孔、上螺纹孔2.9、下螺纹孔2.6。
具体的，所述圆波导1为管状结构且两端开口，圆波导1的两端分别设有连接法兰1.1，连接法兰1.1上开设有安装孔1.2，与分波器的右侧面2.12端口连接的所述圆波导1的端部开口上设有环状台槽1.3；所述分波器的右侧面端口上设有环形定位台2.4，所述圆波导1通过端部的连接法兰1.1与分波器的右侧面端口连接，且固定螺栓贯穿安装孔1.2并螺纹连接在分波器的右侧面端口上的右螺纹孔内，此时，所述环形定位台嵌入至环状台槽内。
具体的，所述Q\/K频段腔体滤波器3为腔体滤波器，Q\/K频段腔体滤波器3的两端分别设有前法兰连接件3.1、后法兰连接件3.2，且前法兰连接件3.1、后法兰连接件 3.2上分别开设有前安装孔3.3、后安装孔3.4；Q\/K频段腔体滤波器3内部设有矩形腔体3.5，矩形腔体贯穿Q\/K频段腔体滤波器前后两端，且Q\/K频段腔体滤波器内的矩形腔体内设有若干个矩形槽3.6。
具体的，+45°移相器5、-45°移相器6的结构相同，两者均呈“[”形，且+45°移相器、-45°移相器内设有连通+45°移相器、-45°移相器两端的腔体6.4，+45°移相器、-45°移相器的两端分别设有第一连接法兰连接件6.1、第二连接法兰连接件6.2，第一连接法兰连接件、第二连接法兰连接件上分别开设有第一固定孔6.3、第二固定孔 6.4，图中，标识5.1、5.2分别为+45°移相器5上的第一连接法兰连接件、第二连接法兰连接件。
具体的，所述合路器8的轴向截面为梯形，且合路器8的前侧面8.15与后侧面、上侧面8.12与下侧面8.14均为对称结构，且前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的结构相同；合路器8内设有呈圆锥形的锥形腔体8.1，锥形腔体大口端位于合路器右侧面8.11 上，锥形腔体小口端止于合路器内的中部。
同时，合路器8设有四个扼流槽8.3，四个扼流槽分别位于合路器上的前侧面、后侧面、上侧面与下侧面的壁面上，四个扼流槽外侧开口分别贯穿合路器上的前侧面、后侧面、上侧面与下侧面端部，四个扼流槽内侧开口均连通于所述锥形腔体，四个所述扼流槽的结构相同，且四个扼流槽的截面均呈矩形。合路器上的前侧面、后侧面、上侧面与下侧面上分别开设有合路器螺纹孔8.4。
进一步的，所述合路器8的左侧面8.11上设有环状凸台8.5；所述隔板极化器内部设有连通隔板极化器两端的通腔4.2，与合路器左侧面连接的隔板极化器端部套在环状凸台上并通过该隔板极化器端部的法兰4.1与合路器左侧面连接；隔板极化器上设有六个台阶4.4，六个台阶由金属隔板构成。
在连接中，四个Q\/K频段腔体滤波器3分别通过端部的后法兰连接件3.2连接在分波器2的前、后、上、下四个侧面端口上；对称设置的两个Q\/K频段腔体滤波器上的前法兰连接件通过前安装孔与+45°移相器端部的第二连接法兰连接件连接；另外两个对称设置的两个Q\/K频段腔体滤波器上的前法兰连接件通过前安装孔与-45°移相器端部的第二连接法兰连接件连接；两个+45°移相器端部、两个-45°移相器端部上的第一连接法兰连接件分别与合路器8的上侧面、下侧面、前侧面及后侧面连接。
如图1所示，在连接后两个+45°移相器对称设置；两个-45°移相器对称设置且两个+45°移相器与两个-45°移相器四者对称设置；隔板极化器连接在分波器的左侧面端口上；K频段正交模耦合器7连接在合路器8的左侧面端口上；圆波导通过端部的连接法兰1.连接在分波器的右侧面端口上。
以对本实用新型的使用机理进行说明
使用中，来自馈源系统额双频段信号(现有技术)通过圆波导1进入分波器，分波器是一个圆锥波导，其中分波器内圆锥型腔体口径较大的部分可以传输Q\/Ka双频段信号，圆锥型腔体口径较小的部分只能传输Q频段信号。随后Q频段信号进入六个台阶的隔板极化器，隔板极化器上下俩个端口分别输出左旋圆极化信号和右旋圆极化信号，其中六个台阶为最大程度的扩大Q频段使用带宽。
在分波器的圆锥波导四周适当位置均布四个耦合孔，一对耦合K频段的水平极化信号，另一对耦合K频段垂直极化信号，两组正交极化信号经过Q\/K频段腔体滤波器3 和±45°移相器后在合路器的中合成。K频段信号是左\/右旋在合路器，经过Q\/K频段腔体滤波器的矩形波导口(矩形腔体)分别输出，矩形波导设计法兰出口为BJ220标准出口，执行国标GB11449.2-89。
分波器的主体部分其实质是一个圆锥状波导，其中R1<\/sub>由K频段工作频段最低频率决定：
λ1L<\/sub>为K频段工作频段最低频率波长。
其中R2<\/sub>由Q频段工作频段最低频率和K频段工作频段最高频率决定：
λ2L<\/sub>为Q频段工作频段最低频率波长，λ1H<\/sub>为K频段工作频段最高频率波长。
圆锥波导长度与最低工作带宽有关，带宽越大，Q值越大，带宽越小，Q值越小。但是Q值太大会影响高频段的驻波，因此必须折中考虑。
本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920304332.7
申请日:2019-03-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:87(西安)
授权编号:CN209488579U
授权时间:20191011
主分类号:H04B 1/40
专利分类号:H04B1/40
范畴分类:39B;
申请人:陕西维萨特科技股份有限公司
第一申请人:陕西维萨特科技股份有限公司
申请人地址:710000 陕西省西安市灞桥区国际港务区陆港大厦1206-12室
发明人:艾宇涛;杨文涛
第一发明人:艾宇涛
当前权利人:陕西维萨特科技股份有限公司
代理人:邢江峰;陈强
代理机构:11582
代理机构编号:北京久维律师事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计