CN102324600A - 一种超宽带滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超宽带滤波器，包括腔体，以及设置腔体顶端的盖板；腔体内部底部设置有多个梳齿和脊结构；盖板设置安装有输入输出结构，且盖板上设置有调谐螺钉和安装螺钉。本发明具有加工简单、加工成本低、调试方便、插损低、带外抑制好、成品率高等优点。本发明提供的超宽带滤波器可望广泛用于超宽带无线通信系统中，特别是雷达、导弹制导、电子对抗、通信等军事及民用领域。

Description

一种超宽带滤波器

技术领域

本发明专利涉及一种滤波器，具体地说，是涉及一种利用腔体梳型结构的超宽带滤波器。

背景技术

假设滤波器的通带低端频率和高端频率分别为                                                

和

，我们定义滤波器的相对带宽为

。所谓超宽带滤波器使指相对带宽超过25％以上的带通滤波器。随着超宽带无线通信技术的迅猛发展，对超宽带无线通信电子设备提出了更高的要求。滤波器在超宽带无线通信系统中扮演着重要的角色，它起着选择信号的重要作用，是超宽带无线通信系统中必不可少的重要元件，它的工作性能好坏直接影响到超宽带无线通信系统的整体工作性能。

传统的超宽带滤波器多是用微带线、槽线以及缺陷地等结构实现，这种滤波器具有体积小的特点，但是也有插损大、带外抑制差、不易调试和成品率低等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低插损、加工简单、易于调试、成品率高的超宽带滤波器。 本文定义的超宽带滤波器的相对带宽可以做到100％以上。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种超宽带滤波器，其特征在于，主要由腔体、以及设置在腔体底部的传导结构、以及连接于腔体槽口的盖板构成，所述传导结构连接有输入输出结构，所述输出结构贯穿于盖板。

所述传导结构主要由至少3个设置在腔体底部的梳齿、以及设置在相邻两梳齿之间的脊结构构成，所述梳齿中位于腔体两端的两根梳齿在远离腔体底部一端与输入输出结构连接。

所述脊结构与腔体底部连接。

所述脊结构的高度低于梳齿高度。

所述梳齿与盖板之间存在间隙。

所述梳齿的横截面形状为方形、圆形或者多边形。一般情况下我们将其设置为方形。

所述脊结构的宽度和梳齿的宽度均为腔体宽度的30％至50％。

所述盖板设置有若干调谐螺钉，所述调谐螺钉贯穿盖板并延伸进腔体内部。

所述调谐螺钉位于梳齿或脊结构的上方。一般情况调谐螺钉下位于梳齿或脊结构的正上方。

所述盖板设置有安装螺钉，所述安装螺钉贯穿盖板并与腔体连接。

本发明，包括盖板、腔体、输入输出结构、安装螺钉和调谐螺钉。所述盖板设在腔体上部，所述安装螺钉贯穿盖板，将盖板固定在腔体上。

所述腔体底部还设置有至少3个梳齿和至少两段脊结构，为了增强耦合，所述脊结构连接于相邻两梳齿之间。根据需求，调节脊结构的高度可以改变两梳齿之间的耦合。

为了增强输入输出结构与第一根梳齿的耦合，使超宽带滤波器的相对带宽超过100％，所述输入输出结构内导体轴线与盖板上表面垂直并贯穿盖板，从滤波器顶部接入腔体内部，且与最边缘的梳齿顶端相连。

为了易于调试，所述盖板上还设置有调谐螺钉，所述调谐螺钉贯穿盖板与腔体内部相连通，且通过螺帽固定在盖板1上。同时，由于可以调试,对加工精度要求不高，从而可以降低加工成本。

进一步的，一般所述调谐螺钉分别位于每个梳齿上方和每段脊结构正上方。

超宽带滤波器的工作原理可以叙述如下。

信号通过输入输出结构在谐振腔内传递。每一根梳齿和附近的腔体构成一个谐振腔。每一段脊结构与附近的腔体构成谐振腔直接的耦合结构。当信号进入滤波器并遇到第一个谐振腔时，该信号被第一次分配。其中一部分沿滤波器继续传输，另一部分被第一个谐振腔反射回来。 沿滤波器继续传输的信号，又将遇到第二个谐振腔， 经历类似的过程， 一直到经过所有的谐振腔从滤波器输出。

在某些频率，从所有谐振腔中反射回来的信号全部抵消，这些频率的信号将从滤波器输出端输出，损耗很小。另外频率的信号，从所有谐振腔中反射回来的信号叠加，这些频率的信号将从滤波器输入端反射回来，从输出端输出的信号很小。利用这种特性，滤波器可以让位于通带频率内的信号低损耗通过，而让位于阻带内的信号反射回输入端。

总之，本发明先采用铣床在金属块上铣出腔体和所有梳齿，再加工盖板，然后通过连接螺钉将超宽带滤波器腔体和盖板连接。设置在盖板上的调谐螺钉，可以对在一定加工误差范围内加工出来的超宽带滤波器进行调试，以达到合适的通带频率（3.1-10.6GHz）、最低的带内反射和最佳的带外抑制。

本发明的优点在于，调试方便、插损低、带外抑制好、成品率高和加工成本低。本发明提供的超宽带滤波器可望广泛用于超宽带无线通信系统中，特别是雷达、导弹制导、电子对抗、通信等军事及民用领域。

附图说明

图1为本发明超宽带滤波器的侧面剖视图。

图2为本发明超宽带滤波器的俯视图。

图中：1、盖板；2、腔体；3、输入输出结构；4、调谐螺钉；5、安装螺钉；6、梳齿；7、脊结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明。

如图1、2所示， 一种超宽带滤波器，主要由腔体2、以及设置在腔体2底部的传导结构、以及连接于腔体2槽口的盖板1构成，所述传导结构连接有输入输出结构3，输出结构3贯穿于盖板1。

传导结构主要由10个设置在腔体2底部的梳齿6、以及设置在相邻两梳齿之间的脊结构7构成，脊结构7与腔体2底部连接。

梳齿6与盖板1之间存在间隙。

所述脊结构7的宽度和梳齿6的宽度均为腔体2宽度的30％至50％。即脊结构7为腔体宽度的30％至50％。梳齿6的宽度为腔体宽度的30％至50％。

盖板1设置有若干调谐螺钉4，调谐螺钉4贯穿盖板1并延伸进腔体2内部。

盖板1设置有安装螺钉5，安装螺钉5贯穿盖板1并与腔体2连接。

盖板1设在腔体2上部，安装螺钉5贯穿盖板1，将盖板1固定在腔体2上。

腔体2底部还设置有10个梳齿6和9个脊结构7，为了增强耦合，所述脊结构7连接于相邻两梳齿6之间，根据需求，调节脊结构7的高度可以改变两梳齿6之间的耦合。脊结构7的高度低于梳齿6高度。

为了增强输入输出结构与第一根梳齿的耦合，同时能达到3.1-10.6GHz的超宽带带宽，所述输入输出结构3内导体轴线与盖板1上表面垂直并贯穿盖板1，从滤波器顶部接入腔体2内部，且与边缘的梳齿6远离腔体2底部一端相连。

为了易于调试，盖板上还设置有调谐螺钉4，调谐螺钉4贯穿盖板1并延伸进腔体2内部，且通过螺帽固定在盖板1上。同时，由于可以调试,对加工精度要求不高，从而可以降低加工成本。如图1所示，梳齿6和脊结构7的正上方均有调谐螺钉4 。

调谐螺钉4分别位于每个梳齿6上方和每段脊结构7上方。这样就可以对在一定加工误差范围内加工出来的超宽带滤波器进行调试，以达到合适的通带带宽，最低的带内反射和最佳的带外抑制。所述调谐螺钉4可以不用设置在盖板的轴线上。所述梳齿6的横截面形状可以是方形、圆形或者多边型。

如上所述便可较好实现本发明。

Claims (10)

1.一种超宽带滤波器，其特征在于，主要由腔体（2）、以及设置在腔体（2）底部的传导结构、以及连接于腔体（2）槽口的盖板（1）构成，所述传导结构连接有输入输出结构（3），所述输入输出结构（3）贯穿于盖板（1）。

2.根据权利要求1所述一种超宽带滤波器，其特征在于：所述传导结构主要由至少3个设置在腔体（2）底部的梳齿（6）、以及设置在相邻两梳齿之间的脊结构（7）构成，所述梳齿（6）中位于腔体（2）两端的两根梳齿（6）在远离腔体（2）底部一端与输入输出结构（3）连接。

3.根据权利要求2所述一种超宽带滤波器，其特征在于：所述脊结构（7）与腔体（2）底部连接。

4.根据权利要求2所述一种超宽带滤波器，其特征在于：所述脊结构（7）的高度低于梳齿（6）高度。

5.根据权利要求2所述一种超宽带滤波器，其特征在于：所述梳齿（6）与盖板（1）之间存在间隙。

6.根据权利要求2所述一种超宽带滤波器，其特征在于：所述梳齿（6）的横截面形状为方形、圆形或者多边形。

7.根据权利要求2所述一种超宽带滤波器，其特征在于：所述脊结构（7）的宽度和梳齿（6）的宽度均为腔体（2）宽度的30％至50％。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述一种超宽带滤波器，其特征在于：所述盖板（1）设置有若干调谐螺钉（4），所述调谐螺钉（4）贯穿盖板（1）并延伸进腔体（2）内部。

9.根据权利要求8所述一种超宽带滤波器，其特征在于：所述调谐螺钉（4）位于梳齿（6）或脊结构（7）的上方。

10.根据权利要求1-7中任意一项所述一种超宽带滤波器，其特征在于：所述盖板（1）设置有安装螺钉（5），所述安装螺钉（5）贯穿盖板（1）并与腔体（2）连接。

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