[發明專利]一種低無源互調饋源雙工器及其用于接收和發射的方法

有效

• 申請號: 201711374691.1
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108321475B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 殷新社;呂慶立;秦楚;崔兆云;李欣;王勇;夏亞峰;李亞峰;馮宇寧;樊田;王棟
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H01P1/207
• 分類號: H01P1/207;H01Q1/36;H01Q1/50
• 代理公司: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 胡健男<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種低無源互調饋源雙工器及其用于接收和發射的方法，通過在結構上將雙工器腔體與天線饋源底座一體化設計加工，精確計算雙工器與天線饋源尺寸，對雙工器公共諧振桿和饋源輸入接口內外導體共同設計，設計匹配端口阻抗，調節公共諧振桿形狀、尺寸和距離，優化兩種器件之間的相位，實現一體化設計。避免了傳統設計中用電纜連接雙工器與天線饋源，減少了電連接器的使用，去掉了依靠彈力連接的部分，避免了敏感部位的接觸非線性，大大的改善了產品的PIM特性，從而達到降低系統PIM的目的，解決了微波雙工器與天線饋源系統的無源互調抑制難題。

技術領域

本發明涉及一種低無源互調饋源雙工器及其用于接收和發射的方法，屬于微波濾波器及天線領域。

背景技術

隨著衛星通信技術的發展，大功率無源器件的使用越來越多，其中收發雙工器及天線饋源作為不可或缺的器件，在大功率、低無源互調(PIM：Passive Intermodulation)性能方面要求越來越高。無源互調指兩個或兩個以上的發射載波通過無源部件時產生的干擾信號，會降低接收系統信噪比，升高誤碼率，影響整個通信系統的正常工作，嚴重時導致通道阻塞，通信中斷使系統癱瘓。這種危害常發生在收發雙工器、天線饋源等部件。PIM產生的原因分為兩種：材料非線性和接觸面非線性。

目前低PIM系統設計主要考慮單個器件的性能，降低各單板的PIM從而達到保證整個系統性能的目的。對于頻率在300MHz到4000MHz的通信系統，采用同軸射頻接頭及同軸電纜連接微波部件是最常用的方法，但由于同軸射頻接頭自身的PIM問題、產品體積重量等問題很難解決，所以PIM問題在系統中十分突出。

發明內容

克服現有技術不足，提供一種低無源互調饋源雙工器及其用于接收和發射的方法，由于本發明主要針對空間大功率通信系統，降低無源互調產物(PassiveIntermodulation)是主要因素，本發明降低PIM首先要解決的是接觸面非線性。由于互調產物的產生主要是由接觸面非線性及材料非線性引起的，該發明在結構上考慮將雙工器腔體與天線底座一體化設計加工，這樣做的好處是去掉了天線與雙工器之間連接的電纜和接頭，避免了接頭處PIM的產生，從而達到降低系統PIM的目的，解決了微波雙工器與天線饋源系統的無源互調抑制難題。

本發明的技術方案為：一種低無源互調饋源雙工器，包括：雙工器腔體(1)、螺旋饋源杯體(2)、公共諧振桿(3)、螺旋天線饋源(4)、雙工器蓋板(5)和天線介質支撐(6)；

信號饋入到螺旋饋源杯體(2)和由天線介質支撐(6)支撐的螺旋天線饋源(4)組成的螺旋饋源，實現信號的接收和發射；

雙工器腔體(1)內部設有發射通道和接收通道對信號進行濾波，螺旋天線饋源(4)連接公共諧振桿(3)，公共諧振桿(3)裝在雙工器腔體(1)內部并且固定于雙工器蓋板(5)上，公共諧振桿(3)能夠耦合發射通道和接收通道的信號至螺旋天線饋源(4)。

雙工器蓋板(5)裝在雙工器腔體(1)上，雙工器蓋板(5)上設有接收通道的接口和發射通道的接口；螺旋饋源杯體(2)固定在雙工器腔體(1)上，螺旋天線饋源(4)纏繞在天線介質支撐(6)上，天線介質支撐(6)固定在螺旋饋源杯體(2)內。

當接收信號時，射頻信號饋入到螺旋天線饋源(4)和螺旋饋源杯體(2)組成的螺旋饋源內，實現信號的接收，將信號送入雙工器腔體(1)內，經過公共諧振桿(3)進入接收通道，在雙工器腔體(1)接收通道內的對射頻信號進行濾波后通過雙工器蓋板(5)上接收通道的接口輸出；

當發射信號時，射頻信號從雙工器蓋板(5)上發射通道的接口饋入，進入雙工器腔體(1)內的發射通道，進行濾波后，通過公共諧振桿(3)進入螺旋天線饋源(4)和螺旋饋源杯體(2)組成的螺旋饋源內，實現信號的發射。

天線介質支撐(6)包括：底部支撐盤和支撐柱，支撐柱伸出三個棱片，支撐柱與底部支撐盤固定連接，支撐柱為中空圓柱，且表面有鏤空，棱片上設有卡槽，用于固定螺旋天線饋源(4)。