CN101764273B - 圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器 - Google Patents

Abstract

圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器涉及一种微波波导元件，可以在同样的频率上，在基本不影响主模通过的同时，滤掉圆形过模波导中的多种高次模。该圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器包括圆形过模波导(1)和两个或两个以上形状和尺寸都相同的模片(2)，其中：模片(2)位于圆形过模波导(1)的内部，模片(2)为薄的导体片，其形状为圆环形，模片(2)与圆形过模波导(1)的横截面平行，模片(2)的圆环外径等于在圆形过模波导内腔(3)的内径；两个相邻模片(2)以及圆形过模波导(1)在两个相邻模片(2)之间的空间就构成了一个谐振单元(4)；两个相邻模片(2)之间的距离处于从小于主模的波导波长到主模波导波长两到三倍之间的范围。

Description

圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器

技术领域

本发明涉及一种微波波导元件，尤其是一种可以同时滤掉圆形过模波导中的多种高次模的紧凑型滤模器。

背景技术

不同与在单模波导中只有一个传输模式，其它高次模都是衰减模式(或称凋落模式)的情况，在过模波导中，通常有两个或者两个以上的传输模式，在同样的工作频段，过模波导的尺寸要大于单模波导。通常情况下一般使用单模波导，但是在许多场合，特别是在亚毫米波或太赫兹频段，为了减少波导的传输损耗，或者受加工工艺的限制，需要使用过模波导。在圆形过模波导中，圆形波导的工作波长不仅小于主模TE₁₁的截止波长，而且还小于一些高次模，例如TM₀₁、TE₂₁、TM₁₁模或其它高次模的截止波长，因此在圆形过模波导中，不仅主模可以传输，一些高次模如TM₀₁、TE₂₁、TM₁₁或其它高次模也可以传输，这些传输的高次模会影响主模的传输，造成主模传输性能的下降，因此需要在尽量不影响主模传输的条件下，抑制或滤掉这些高次模。在圆形过模波导中滤除高次模非常困难，通常的方法是在波导壁上开槽或者开缝，但是开槽或者开缝通常只能滤除一种高次模。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器，该滤模器可以有效的滤除圆形过模波导中的多个高次模，同时对圆形波导主模的传输影响很小。

技术方案：本发明的圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器包括圆形过模波导和模片；其中：高次模滤模器包括圆形过模波导和两个或两个以上的模片；其中：模片位于圆形过模波导的内部，圆形过模波导里有两个或两个以上形状和尺寸都相同的模片，模片为薄的导体片，其形状为圆环形，模片与圆形过模波导的横截面平行，模片的圆环外径等于在圆形过模波导内腔的内径，在圆形过模波导内的两个相邻模片之间的空间就构成了一个谐振单元。

圆形过模波导的横截面尺寸大于同样工作频率情况下的圆形单模波导的横截面尺寸，使得在圆形过模波导中不仅主模满足传输条件，而且有一个或者多个高次模也满足传输条件而不能被截止。

在工作频率上，圆形过模波导的主模在谐振单元谐振，而圆形过模波导的高次模在谐振单元不谐振。相邻两个模片之间的距离处于从小于主模的波导波长到主模波导波长两到三倍之间的范围。所有模片的形状和尺寸都相同。

只要在工作频率上，圆形过模波导的尺寸、模片的圆环的内径、模片的厚度、以及两个相邻模片之间的距离满足主模的谐振条件，则使得在工作频率上，圆形过模波导的主模在谐振单元中谐振，而圆形过模波导中的高次模在谐振单元失谐，这样主模的信号由于谐振就可以以较低的损耗通过该谐振单元，而高次模则由于失谐而通过谐振单元的传输损耗较大，由此达到了在圆形过模波导里主模通过、高次模抑制的滤模器的效果。多个模片即多个谐振单元可以加强高次模的抑制效果，而且由于相邻模片同属一个谐振单元，因此两个相邻模片之间的距离较短，其范围在小于主模的波导波长到主模波导波长两到三倍之间，因而整个滤模器的长度较短。

有益效果：本发明的有益效果是，在圆形过模波导里多个高次模的传输受到抑制，而主模的传输损耗较小，计算表明，在同样的频率，多个高次模的传输损耗均大于30dB，而主模的传输损耗不到1dB；其次，本发明结构简单，易于加工，而且结构的总长度也较小。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中有：圆形过模波导1、模片2、圆形过模波导内腔3，谐振单元4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明所采用的技术方案是：圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器包括圆形过模波导和模片；其中：圆形过模波导里有两个或两个以上形状和尺寸都相同的模片；模片位于圆形过模波导的内部，模片为薄的导体片，其形状为圆环形；模片与圆形过模波导的横截面平行；模片的圆环外径等于在圆形过模波导内腔的内径；两个相邻模片以及圆形过模波导在两个相邻模片之间的空间就构成了一个谐振单元。只要在工作频率上，圆形过模波导的尺寸、模片的圆环的内径、模片的厚度、以及两个相邻模片之间的距离满足主模的谐振条件，则使得在工作频率上，圆形过模波导的主模在谐振单元中谐振，而圆形过模波导中的高次模在谐振单元失谐，这样主模的信号由于谐振就可以以较低的损耗通过该谐振单元，而高次模则由于失谐而通过谐振单元的传输损耗较大，由此达到了在圆形过模波导里主模通过、高次模抑制的滤模器的效果。多个模片即多个谐振单元可以加强高次模的抑制效果，而且由于相邻模片同属一个谐振单元，整个滤模器的长度较短。

在结构上，圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器由圆形过模波导1和模片2组成；圆形过模波导1里有两个或两个以上形状和尺寸都相同的模片2；其中：模片2位于圆形过模波导1的内部，模片2为薄的导体片，其形状为圆环形，模片2与圆形过模波导1的横截面平行；模片2的圆环外径等于在圆形过模波导内腔3的内径；两个相邻模片2以及圆形过模波导1在两个相邻模片2之间的空间就构成了一个谐振单元4；也可以有两个以上形状和尺寸都相同的模片2，这样就有两个或者两个以上的谐振单元4；与圆形波导模片滤波器不同，谐振单元4中两个相邻模片2之间的距离不一定等于圆形过模波导主模的四分之一波导波长或者二分之一波导波长，圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器中两个相邻模片2之间的距离通常处于从小于主模的波导波长到主模波导波长两到三倍之间的范围。

在制造上，圆形过模波导1和模片2的材料可以是铜或铝等良导体，也可以是在这些材料上镀金或者银；圆形过模波导1可以分成几段制作，然后把制作好的模片2夹在两段波导之间。

根据以上所述，便可实现本发明。

Claims (3)

1.一种圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器，其特征在于该高次模滤模器包括圆形过模波导(1)和两个或两个以上的模片(2)；其中：模片(2)位于圆形过模波导(1)的内部，圆形过模波导(1)里有两个或两个以上形状和尺寸都相同的模片(2)，模片(2)为薄的导体片，其形状为圆环形，模片(2)与圆形过模波导(1)的横截面平行，模片(2)的圆环外径等于在圆形过模波导内腔(3)的内径，在圆形过模波导(1)内的两个相邻模片(2)之间的空间就构成了一个谐振单元(4)；

圆形过模波导(1)的横截面尺寸大于同样工作频率情况下的圆形单模波导的横截面尺寸，使得在圆形过模波导中不仅主模满足传输条件，而且有一个或者多个高次模也满足传输条件而不能被截止；

在工作频率上，圆形过模波导(1)的主模在谐振单元(4)谐振，而圆形过模波导(1)的高次模在谐振单元(4)不谐振。

2.根据权利要求1所述的圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器，其特征在于相邻两个模片(2)之间的距离处于从小于主模的波导波长到主模波导波长两到三倍之间的范围。

3.根据权利要求1所述的圆形过模波导紧凑型多级高次模多模滤模器，其特征在于所有模片(2)的形状和尺寸都相同。

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