一種利用波導濾波器構建的太赫茲雙工器的制作方法

本發明涉及分頻技術領域，具體涉及一種利用波導濾波器構建的太赫茲雙工器。

背景技術：

近些年，在射電天文學、大氣微波遙感等領域，國內外許多星載探測器逐漸將工作頻率提升至太赫茲波段(頻率在0.1THz～10THz范圍內的電磁波)。對于星載太赫茲輻射計，天線系統是其重要組成部分，用于被動接收目標輻射的電磁波能量。目前，太赫茲輻射計天線系統通常采用自由空間饋電的方式，即準光饋電網絡。這需要一系列的光學反射器、頻率分離器、喇叭饋源級聯，同時配合固面天線來實現多頻段的工作。而針對極端天氣觀測成像需求，有必要對搭載在微小衛星平臺的微波輻射計技術展開研究。目前廣泛采用的準光饋電網絡，由于其結構復雜、體積大，因此將其應用于微小衛星平臺的輻射計系統存在一定困難。

技術實現要素：

本發明的目的在于，為設計一種體積小、結構緊湊的雙工器來實現太赫茲輻射計系統中頻率的分離，結合上述輻射計系統的結構特點，提出了一種利用波導濾波器構建的太赫茲雙工器。該太赫茲雙工器的體積小、結構簡單，通過級聯在接收天線后端使頻率分離，進而實現緊湊型太赫茲輻射計的多通道工作。

為了實現上述目的，本發明提供了一種利用波導濾波器構建的太赫茲雙工器。

所述的太赫茲雙工器包括標準波導輸入端、帶通濾波器、高通濾波器、T型匹配結構、兩個標準波導輸出端；該太赫茲雙工器分為上、下兩個腔體；當上腔體的表面與下腔體的表面緊密貼合并用螺釘固定后，組成整個雙工器；

所述的上腔體包括：第一輸入波導口、第一輸出波導口、第三輸出波導口、第一高通濾波器、第一帶通濾波器和第一T型結；所述的下腔體包括：第二輸入波導口、第二輸出波導口、第四輸出波導口、第二高通濾波器、第二帶通濾波器和第二T型結；

所述的上腔體的表面與下腔體的表面緊密貼合，其中第一輸入波導口和第二輸入波導口構成標準波導輸入端，第一輸出波導口和第二輸出波導口構成第一標準波導輸出端，第三輸出波導口和第四輸出波導口構成第二標準波導輸出端，第一高通濾波器和第二高通濾波器構成高通濾波器，第一帶通濾波器和第二帶通濾波器構成帶通濾波器；第一T型結和第二T型結構成T型結；

所述的標準波導輸入端與T型結的輸入端連接，所述T型結的輸出端分兩路連接高通濾波器和帶通濾波器，所述高通濾波器和帶通濾波器的輸出端分別連接第一標準波導輸出端和第二標準波導輸出端；所述高通濾波器的截止頻率高于帶通濾波器的工作頻率范圍。

作為上述技術方案的進一步改進，所述的帶通濾波器為階躍阻抗波導帶通濾波器，其波導最寬處為3.2mm，波導最窄處為1mm。

作為上述技術方案的進一步改進，所述高通濾波器的矩形截面的長和寬分別為0.93mm和0.38mm。

作為上述技術方案的進一步改進，所述T型結為H面波導T型結。

作為上述技術方案的進一步改進，所述的標準波導輸入端、第一標準波導輸出端和第二標準波導輸出端均為標準矩形波導端口。

本發明的一種利用波導濾波器構建的太赫茲雙工器優點在于：

本發明利用波導結構設計的太赫茲雙工器具有體積小、結構簡單的優點，能夠將不同頻率的太赫茲信號進行分離，可用于緊湊型饋源系統中；利用階躍式波導構成帶通濾波器和高通濾波器，從而實現太赫茲頻段信號的分離，適用于微小衛星平臺的微波輻射計系統。

附圖說明

圖1是本發明的一種利用波導濾波器構建的太赫茲雙工器的上、下腔體結構示意圖。

圖2是本發明的一種利用波導濾波器構建的太赫茲雙工器組合結構示意圖。

附圖標識：

1、第一輸入波導口 2、第二輸入波導口

3、第一輸出波導口 4、第二輸出波導口

5、第三輸出波導口 6、第四輸出波導口

7、第一高通濾波器 8、第二高通濾波器

9、第一帶通濾波器 10、第二帶通濾波器

11、第一T型結 12、第二T型結

13、上腔體 14、下腔體

15、第一標準波導輸出端 16、第二標準波導輸出端

17、標準波導輸入端 18、帶通濾波器

19、高通濾波器 20、T型結

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明所述的一種利用波導濾波器構建的太赫茲雙工器進行詳細說明。

如圖1所示，本發明提供了一種利用波導濾波器構建的太赫茲雙工器，所述雙工器包含上腔體13和下腔體14；

所述上腔體13包括：第一輸入波導口1、第一輸出波導口3、第三輸出波導口5、第一高通濾波器7、第一帶通濾波器9以及第一T型結11；

所述下腔體14包括第二輸入波導口2、第二輸出波導口4、第四輸出波導口6、第二高通濾波器8、第二帶通濾波器10以及第二T型結12；

參考圖1、2所示，所述上腔體13和下腔體14表面緊密接合后組成太赫茲雙工器；其中第一輸入波導口1和第二輸入波導口2構成標準波導輸入端17；第一輸出波導口3和第二輸出波導口4構成第一標準波導輸出端15；第三輸出波導口5和第四輸出波導口6構成第二標準波導輸出端16；第一高通濾波器7和第二高通濾波器8構成高通濾波器19；第一帶通濾波器9和第二帶通濾波器10構成帶通濾波器18；第一T型結11和第二T型結12構成T型結20；

其中，標準波導輸入端17級聯T型結20的輸入端；T型結20的輸出端分別級聯有高通濾波器19和帶通濾波器18；高通濾波器19的輸出端級聯第一標準波導輸出端15；帶通濾波器18的輸出端級聯第二標準波導輸出端16；所述高通濾波器19的截止頻率要高于帶通濾波器18的工作頻率范圍。

在本實施例中，當頻率分別為118GHz和183GHz的太赫茲信號從標準波導輸入端17輸入后，經T型結20流向帶通濾波器18和高通濾波器19；所述帶通濾波器18中心頻率為118GHz，其工作頻帶為10GHz；因此其允許118GHz的太赫茲信號經由第二標準波導輸出端16輸出，同時阻止183GHz的太赫茲信號通過；所述高通濾波器19的截止頻率為167GHz；因此其允許183GHz的太赫茲信號經由第一標準波導輸出端15輸出，同時阻止118GHz的太赫茲信號通過；根據輸入信號的頻率可將T型結20的工作頻帶設置在110GHz～190GHz。在本實施例中，所述的帶通濾波器為階躍阻抗波導帶通濾波器，其波導最寬處為3.2mm，波導最窄處為1mm，該帶通濾波器可用于提取進入到雙工器的兩個太赫茲信號中的低頻信號。所述高通濾波器的矩形截面的長和寬分別為0.93mm和0.38mm，該高通濾波器可用于提取進入到雙工器的兩個太赫茲信號中的高頻信號。所述的T型結為H面波導T型結，T型結輔助實現兩個信號的分離。所述的標準波導輸入端、第一標準波導輸出端和第二標準波導輸出端均為標準矩形波導端口，標準波導端口方便與其它模塊對接。

所述的雙工器利用波導濾波方式來實現不同頻率太赫茲信號的分離，整個電路集成在一個腔體模塊中，具有體積小、結構簡單的優點，適用于緊湊型饋源系統中。

最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。