本發(fā)明涉及分頻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用波導(dǎo)濾波器構(gòu)建的太赫茲雙工器。

背景技術(shù)：

近些年，在射電天文學(xué)、大氣微波遙感等領(lǐng)域，國內(nèi)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(nèi)的電磁波)。對于星載太赫茲輻射計，天線系統(tǒng)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(tǒng)通常采用自由空間饋電的方式，即準光饋電網(wǎng)絡(luò)。這需要一系列的光學(xué)反射器、頻率分離器、喇叭饋源級聯(lián)，同時配合固面天線來實現(xiàn)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(wèi)星平臺的微波輻射計技術(shù)展開研究。目前廣泛采用的準光饋電網(wǎng)絡(luò)，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大，因此將其應(yīng)用于微小衛(wèi)星平臺的輻射計系統(tǒng)存在一定困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，為設(shè)計一種體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的雙工器來實現(xiàn)太赫茲輻射計系統(tǒng)中頻率的分離，結(jié)合上述輻射計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，提出了一種利用波導(dǎo)濾波器構(gòu)建的太赫茲雙工器。該太赫茲雙工器的體積小、結(jié)構(gòu)簡單，通過級聯(lián)在接收天線后端使頻率分離，進而實現(xiàn)緊湊型太赫茲輻射計的多通道工作。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種利用波導(dǎo)濾波器構(gòu)建的太赫茲雙工器。

所述的太赫茲雙工器包括標準波導(dǎo)輸入端、帶通濾波器、高通濾波器、T型匹配結(jié)構(gòu)、兩個標準波導(dǎo)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(dǎo)口、第一輸出波導(dǎo)口、第三輸出波導(dǎo)口、第一高通濾波器、第一帶通濾波器和第一T型結(jié)；所述的下腔體包括：第二輸入波導(dǎo)口、第二輸出波導(dǎo)口、第四輸出波導(dǎo)口、第二高通濾波器、第二帶通濾波器和第二T型結(jié)；

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(dǎo)口和第二輸入波導(dǎo)口構(gòu)成標準波導(dǎo)輸入端，第一輸出波導(dǎo)口和第二輸出波導(dǎo)口構(gòu)成第一標準波導(dǎo)輸出端，第三輸出波導(dǎo)口和第四輸出波導(dǎo)口構(gòu)成第二標準波導(dǎo)輸出端，第一高通濾波器和第二高通濾波器構(gòu)成高通濾波器，第一帶通濾波器和第二帶通濾波器構(gòu)成帶通濾波器；第一T型結(jié)和第二T型結(jié)構(gòu)成T型結(jié)；

所述的標準波導(dǎo)輸入端與T型結(jié)的輸入端連接，所述T型結(jié)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(dǎo)輸出端和第二標準波導(dǎo)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(shù)方案的進一步改進，所述的帶通濾波器為階躍阻抗波導(dǎo)帶通濾波器，其波導(dǎo)最寬處為3.2mm，波導(dǎo)最窄處為1mm。

作為上述技術(shù)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(shù)方案的進一步改進，所述T型結(jié)為H面波導(dǎo)T型結(jié)。

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

本發(fā)明的一種利用波導(dǎo)濾波器構(gòu)建的太赫茲雙工器優(yōu)點在于：

本發(fā)明利用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計的太赫茲雙工器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，能夠?qū)⒉煌l率的太赫茲信號進行分離，可用于緊湊型饋源系統(tǒng)中；利用階躍式波導(dǎo)構(gòu)成帶通濾波器和高通濾波器，從而實現(xiàn)太赫茲頻段信號的分離，適用于微小衛(wèi)星平臺的微波輻射計系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種利用波導(dǎo)濾波器構(gòu)建的太赫茲雙工器的上、下腔體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種利用波導(dǎo)濾波器構(gòu)建的太赫茲雙工器組合結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標識：

1、第一輸入波導(dǎo)口 2、第二輸入波導(dǎo)口

3、第一輸出波導(dǎo)口 4、第二輸出波導(dǎo)口

5、第三輸出波導(dǎo)口 6、第四輸出波導(dǎo)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(jié) 12、第二T型結(jié)

13、上腔體 14、下腔體

15、第一標準波導(dǎo)輸出端 16、第二標準波導(dǎo)輸出端

17、標準波導(dǎo)輸入端 18、帶通濾波器

19、高通濾波器 20、T型結(jié)

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明所述的一種利用波導(dǎo)濾波器構(gòu)建的太赫茲雙工器進行詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種利用波導(dǎo)濾波器構(gòu)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(dǎo)口1、第一輸出波導(dǎo)口3、第三輸出波導(dǎo)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(jié)11；

所述下腔體14包括第二輸入波導(dǎo)口2、第二輸出波導(dǎo)口4、第四輸出波導(dǎo)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(jié)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(dǎo)口1和第二輸入波導(dǎo)口2構(gòu)成標準波導(dǎo)輸入端17；第一輸出波導(dǎo)口3和第二輸出波導(dǎo)口4構(gòu)成第一標準波導(dǎo)輸出端15；第三輸出波導(dǎo)口5和第四輸出波導(dǎo)口6構(gòu)成第二標準波導(dǎo)輸出端16；第一高通濾波器7和第二高通濾波器8構(gòu)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(gòu)成帶通濾波器18；第一T型結(jié)11和第二T型結(jié)12構(gòu)成T型結(jié)20；

其中，標準波導(dǎo)輸入端17級聯(lián)T型結(jié)20的輸入端；T型結(jié)20的輸出端分別級聯(lián)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(lián)第一標準波導(dǎo)輸出端15；帶通濾波器18的輸出端級聯(lián)第二標準波導(dǎo)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(dǎo)輸入端17輸入后，經(jīng)T型結(jié)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(jīng)由第二標準波導(dǎo)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(jīng)由第一標準波導(dǎo)輸出端15輸出，同時阻止118GHz的太赫茲信號通過；根據(jù)輸入信號的頻率可將T型結(jié)20的工作頻帶設(shè)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(dǎo)帶通濾波器，其波導(dǎo)最寬處為3.2mm，波導(dǎo)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(jié)為H面波導(dǎo)T型結(jié)，T型結(jié)輔助實現(xiàn)兩個信號的分離。所述的標準波導(dǎo)輸入端、第一標準波導(dǎo)輸出端和第二標準波導(dǎo)輸出端均為標準矩形波導(dǎo)端口，標準波導(dǎo)端口方便與其它模塊對接。

所述的雙工器利用波導(dǎo)濾波方式來實現(xiàn)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(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，適用于緊湊型饋源系統(tǒng)中。

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