本實(shí)用新型涉及一種雙工器。

背景技術(shù)：

雙工器，具有合并接收和發(fā)射的功能，同時(shí)作為二信道多工器，還可以合并或分離兩個(gè)信道，其實(shí)現(xiàn)方法是通過一個(gè)T形接頭合并兩個(gè)分別實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)射信道功能的濾波器。雙工器常用于無線通信系統(tǒng)的收發(fā)前段，連接天線與收發(fā)系統(tǒng)，要求兩個(gè)信道的信號(hào)之間具有良好的隔離性，互相不產(chǎn)生竄擾。

隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，導(dǎo)致低頻段的頻譜資源稀缺，使得現(xiàn)有通信系統(tǒng)的頻率分配越來越密集，信道日益擁擠，臨頻之間的相互干擾越來越大，同時(shí)也促使未來5G技術(shù)必須向具有豐富資源的高頻段擴(kuò)展。為了滿足系統(tǒng)自身收發(fā)要求并實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)共用，這就需要濾波器和雙工器在滿足插入損耗小的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更高的隔離、更寬的帶寬以及更大的功率。

雙工器中采用的高通濾波器，其等效電路模型由主線電容和短路支節(jié)電感構(gòu)成?，F(xiàn)有的寬帶高通濾波器多采用帶狀線結(jié)構(gòu)，包括傳輸主線和與之相連接的兩個(gè)及以上的短路支節(jié)，其中如圖1a所述傳輸主線由金屬腔體外導(dǎo)體21、平行耦合內(nèi)導(dǎo)體22、絕緣子23構(gòu)成，如圖1b所示短路支節(jié)由金屬腔體外導(dǎo)體21、支節(jié)內(nèi)導(dǎo)體24構(gòu)成。平行耦合內(nèi)導(dǎo)體模擬電容，絕緣子起到支撐平行耦合內(nèi)導(dǎo)體的作用。支節(jié)內(nèi)導(dǎo)體模擬電感，通過連接支節(jié)內(nèi)導(dǎo)體與金屬腔體外導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)了支節(jié)電感的短路。

可以看到，這種帶狀線結(jié)構(gòu)的高通濾波器，在零件加工和裝配上，其電容、電感這兩個(gè)重要參數(shù)的值完全是靠平行耦合內(nèi)導(dǎo)體、絕緣子和支節(jié)內(nèi)導(dǎo)體的尺寸來保證，對(duì)零件加工的精度要求很高；其零件的種類和數(shù)量也比較多，裝配復(fù)雜耗時(shí)，一致性也得不到很好的保證。此外，從產(chǎn)品的電氣性能方面考量，其帶外抑制不理想，不能滿足高隔離的發(fā)展需要，若要提高帶外抑制的陡峭度必須通過增加電容和電感的階數(shù)來實(shí)現(xiàn)，這勢(shì)必就會(huì)增加零件的種類和數(shù)量、產(chǎn)品的體積、重量以及加工成本；相鄰的平行耦合內(nèi)導(dǎo)體之間間距較小，當(dāng)輸入功率較大時(shí)，此處易發(fā)生打火，因此產(chǎn)品可承受的功率容量小，不能滿足大功率的發(fā)展需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：增加高通濾波器的帶寬，提高其帶外抑制和功率容量，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配方便、可靠性好。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種基于脊波導(dǎo)的寬帶高隔離大功率雙工器，包括高通濾波器、低通濾波器、高通端同軸連接器、低通端同軸連接器及公共端同軸連接器，其特征在于，高通濾波器包括金屬腔體和位于金屬腔體內(nèi)的金屬單脊，在金屬單脊的兩端分別設(shè)有一阻抗變換裝置，高通濾波器通過兩個(gè)阻抗變換裝置分別與高通端同軸連接器和公共端同軸連接器匹配連接；

低通濾波器包括金屬腔體和位于金屬腔體內(nèi)的糖葫蘆式內(nèi)導(dǎo)體，糖葫蘆式內(nèi)導(dǎo)體包括若干高阻抗線及若干低阻抗線，高阻抗線與低阻抗線交替級(jí)聯(lián)，位于第一級(jí)的高阻抗線與低通端同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體軸向水平連接，位于最后一級(jí)的高阻抗線與公共端同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體軸向垂直相連。

優(yōu)選地，所述金屬腔體和所述金屬單脊一體加工成型。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型通過運(yùn)用脊波導(dǎo)自身具有截止波長(zhǎng)的傳輸特性來實(shí)現(xiàn)高通設(shè)計(jì)，舍棄了通過串聯(lián)電容和并聯(lián)電感來實(shí)現(xiàn)高通的傳統(tǒng)理念，實(shí)現(xiàn)了雙工器的寬帶、高隔離、大功率的高通特性。

2、本實(shí)用新型通過阻抗變換裝置實(shí)現(xiàn)了脊波導(dǎo)分別到高通端和公共端這兩個(gè)同軸連接器的匹配連接，同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體直接與脊波導(dǎo)寬邊正中的金屬脊連接，便于器件的散熱，提升了功率傳輸能力。

3、本實(shí)用新型很大程度上拓展了雙工器的使用場(chǎng)合，特別適用于頻帶寬、隔離高、功率大的多頻段合路系統(tǒng)。

4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)量較少，裝配方便，有助于提高產(chǎn)品的批量生產(chǎn)能力和批次一致性。

附圖說明

圖1a為雙工器中基于帶狀線的高通濾波器內(nèi)部傳輸主線結(jié)構(gòu)圖；

圖1b為雙工器中基于帶狀線的高通濾波器內(nèi)部短路支節(jié)結(jié)構(gòu)圖；

圖2a為本實(shí)用新型提供的一種基于脊波導(dǎo)的寬帶高隔離大功率雙工器的外部俯視結(jié)構(gòu)圖。

圖2b為本實(shí)用新型提供的一種基于脊波導(dǎo)的寬帶高隔離大功率雙工器的內(nèi)部俯視結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

如圖2a所示，本實(shí)用新型提供的一種基于脊波導(dǎo)的寬帶高隔離大功率雙工器由一個(gè)高通濾波器1、一個(gè)低通濾波器2、高通端同軸連接器3、低通端同軸連接器4、公共端同軸連接器5構(gòu)成。

如圖2b所示，高通濾波器1通過脊波導(dǎo)這一新結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，零件較少，只包括金屬腔體6和金屬單脊7，并且可以一體式加工。另外，還通過阻抗變換裝置8實(shí)現(xiàn)了脊波導(dǎo)分別到高通端同軸連接器3和公共端同軸連接器5的匹配連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配方便。

基于脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的高通濾波器，可有效克服現(xiàn)有寬帶高通濾波器存在的帶外抑制不高、功率容量小以及加工精度要求高、裝配復(fù)雜等技術(shù)問題。其原理是：矩形波導(dǎo)自身具有截止波長(zhǎng)的高通傳輸特性，其不僅損耗小、頻帶寬、功率容量大、機(jī)械強(qiáng)度高，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于加工制造。脊波導(dǎo)，從矩形波導(dǎo)演變而來，更優(yōu)于矩形波導(dǎo)：①當(dāng)工作頻帶相同時(shí)，脊波導(dǎo)橫截面比矩形波導(dǎo)更小；②當(dāng)橫截面尺寸相同時(shí)，脊波導(dǎo)單模工作的頻帶比矩形波導(dǎo)的頻帶寬；③當(dāng)橫截面尺寸相同時(shí)，脊波導(dǎo)的特性阻抗比矩形波導(dǎo)低，可把脊波導(dǎo)作為矩形波導(dǎo)與低阻抗的微帶線、同軸線之間的過渡裝置使用，以實(shí)現(xiàn)阻抗變換。通過對(duì)脊波導(dǎo)的橫截面尺寸、長(zhǎng)度以及阻抗變換裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可得到一種寬帶、高帶外抑制、大功率的高通濾波器。只需改變脊波導(dǎo)橫截面的尺寸即可調(diào)整通帶的頻率范圍；只需增加脊波導(dǎo)的長(zhǎng)度即可實(shí)現(xiàn)帶外抑制的提高；可將脊波導(dǎo)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行匹配折彎，以達(dá)到減小體積的目的。還可以看到，基于脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的高通濾波器零件較少，加工簡(jiǎn)單，裝配方便。

低通濾波器2則采用糖葫蘆式同軸線，通過將若干高、低阻抗線交替級(jí)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)，高阻抗線等效串聯(lián)電感，低阻抗線等效并聯(lián)電容，零件包括金屬腔體6和糖葫蘆式內(nèi)導(dǎo)體9。其中，位于第一級(jí)的高阻抗線與低通端同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體10軸向水平連接，位于最后一級(jí)的高阻抗線與公共端同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體11軸向垂直相連，制造簡(jiǎn)單，性能良好。高通端同軸連接器3、低通端同軸連接器4、公共端同軸連接器5均可任意選配7-16型、4.3-10型、N型等，適用范圍廣。