CN103872411A

CN103872411A - 谐振窗型滤波器

Info

Publication number: CN103872411A
Application number: CN201410113922.3A
Authority: CN
Inventors: 张天龄; 鄢泽洪; 李延平; 陈蕾
Original assignee: Xidian University
Current assignee: Xidian University
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明实施例提供一种谐振窗型滤波器。本发明谐振窗型滤波器，包括：凹槽体和盖板，所述盖板固定在所述凹槽体的顶端；所述凹槽体包括底板和两个侧壁，所述底板上垂直设置有至少两个金属膜片，以与所述底板形成矩形腔；每个所述金属膜片分别与所述两个侧壁垂直接触；所述至少两个金属膜片的顶端设有矩形凹槽，所述矩形凹槽与所述盖板形成谐振窗。本发明实施例解决现有的用于隔离不同频段信号的滤波器隔离性能较差，且尺寸较大、不易加工的问题。

Description

谐振窗型滤波器

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种谐振窗型滤波器。

背景技术

随着通信技术的迅速发展，现有开放的频率资源越来越紧张，为了拓展频率资源，目前已经开始使用工作于20GHz和30GHz频段的卫星通信系统，该卫星通信系统要求收发两个频段的信号要具有较高隔离度，尤其是要防止发射频带对接收频带的干扰，通常由滤波器来实现信号隔离。

目前，卫星通信系统中常采用的滤波器包括直接耦合半波长谐振腔滤波器、波纹波导低通滤波器和四分之一波长传输线耦合谐振窗型滤波器，其中，直接耦合半波长谐振腔滤波器由于高次模的影响，其第二通带很近，对发射频带的带外抑制很差，达不到较高隔离度，而且由于采用半波长耦合，一般这种滤波器的尺寸较大；波纹波导低通滤波器结构简单，能够实现很宽的阻带，但是当收发频段隔离度要求较高时，需要增加这种滤波器的阶数，即增加滤波器的膜片数量，这样会使得滤波器的加工成本提高，同时使滤波器的尺寸加大；四分之一波长传输线耦合谐振窗型滤波器采用四分之一波长传输线作为J变换器，通过谐振窗构成并联谐振电路，可以获得较宽的阻带，也能够在较近的带外实现较高抑制，而且尺寸比前述两种滤波器小，但是这种滤波器加工难度较大。由此可见，现有的用于隔离不同频段信号的滤波器隔离性能较差，且尺寸较大、不易加工。

发明内容

本发明实施例提供一种谐振窗型滤波器，以解决现有的用于隔离不同频段信号的滤波器隔离性能较差，且尺寸较大、不易加工的问题。

本发明实施例提供一种谐振窗型滤波器，包括：

凹槽体和盖板，所述盖板固定在所述凹槽体的顶端；所述凹槽体包括底板和两个侧壁，所述底板上垂直设置有至少两个金属膜片，以与所述底板形成矩形腔；每个所述金属膜片分别与所述两个侧壁垂直接触；所述至少两个金属膜片的顶端设有矩形凹槽，所述矩形凹槽与所述盖板形成谐振窗。

进一步地，对所述矩形凹槽的深度和宽度，以及相邻两个所述金属膜片之间的距离进行调整，以改变所述滤波器的带通选频范围。

进一步地，所述盖板和所述凹槽体通过螺钉固定。

进一步地，所述凹槽体和所述盖板采用数控铣床加工。

本发明实施例谐振窗型滤波器，通过在滤波器内设置金属膜片，并在金属膜片顶端设置矩形凹槽与盖板形成谐振窗，以实现滤波器的选频特性，该滤波器尺寸小、结构简单，而且容易加工，具有优良的电性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明谐振窗型滤波器实施例的结构示意图；

图2为本发明谐振窗型滤波器实施例的俯视结构示意图；

图3为本发明谐振窗型滤波器实施例的纵向剖面结构示意图；

图4为本发明谐振窗型滤波器实施例的三维结构示意图；

图5为接收频带插入损耗测试结果示意图；

图6为散射参数测试结果示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明谐振窗型滤波器实施例的结构示意图，图2为本发明谐振窗型滤波器实施例的俯视结构示意图，图3为本发明谐振窗型滤波器实施例的纵向剖面结构示意图，图4为本发明谐振窗型滤波器实施例的三维结构示意图，图1～图4结合来看，本实施例的装置可以包括：凹槽体11和盖板12，盖板12固定在凹槽体11的顶端；凹槽体11包括底板111和两个侧壁112a和112b，底板111上垂直设置有四个金属膜片13a、13b、13c和13d，这四个金属膜片13a、13b、13c和13d分别与两个侧壁112a和112b垂直接触，金属膜片13a、13b和底板111形成矩形腔14a，金属膜片13b、13c和底板111形成矩形腔14b，金属膜片13c、13d和底板111形成矩形腔14c；金属膜片13a、13b、13c和13d的顶端分别设有矩形凹槽15a、15b、15c和15d，矩形凹槽15a、15b、15c和15d分别与盖板12形成谐振窗16a、16b、16c和16d。

本实施例的滤波器，金属膜片13a、13b、13c和13d的厚度可以是全部相同或不同，此处没有具体限定，优选的，可以将金属膜片的厚度设置在是0.08波长左右。本实施例中，矩形凹槽的位于金属膜片的顶端，形成非对称结构，相对与现有技术由于矩形凹槽在金属膜片的一侧易于加工，滤波器的矩形凹槽15a、15b、15c和15d分别与盖板12形成谐振窗16a、16b、16c和16d，谐振窗16a、16b、16c和16d各自构成了一个并联谐振电路，具有选频特性。需要说明的是，本实施例以四个金属膜片为例描述谐振窗型滤波器的结构，该金属膜片还可以是2个、3个等，只要是2个以上的金属膜片均可达到滤波器的选频特性，此处不作具体限定。

本实施例的装置，通过在滤波器内设置金属膜片，并在金属膜片顶端设置矩形凹槽与盖板形成谐振窗，以实现滤波器的选频特性，该滤波器尺寸小、结构简单，而且容易加工，具有优良的电性能。

进一步的，上述实施例的滤波器的结构中，对矩形凹槽15a、15b、15c和15d的深度和宽度，以及四个金属膜片13a、13b、13c和13d中相邻两个之间的距离进行调整，以改变滤波器的带通选频范围。

具体来讲，金属膜片顶端的矩形凹槽的深度和宽度可以不是完全相同的，例如15a和15d可以具有相同的深度和宽度，15b和15c可以具有相同的深度和宽度，即这四个矩形凹槽的深度和宽度可以以对称相等的原则来设置。通过调节矩形凹槽的深度和宽度就可以使其在接收频带呈现通带特性，同时对发射频带起到抑制作用。金属膜片13a和13b，13b和13c，13c和13d之间的距离也是可调整的，例如，该距离初始值可以设置为四分之一波导波长，然后调节这四个金属膜片在底板111相应的位置就可以优化滤波器的电性能。上述矩形凹槽的深度、宽度以及金属膜片之间的距离，调整这些参数即可达到改变滤波器的带通选频范围，优化滤波器电性能的目的。

优选的，凹槽体11和盖板12可以采用数控铣床加工，盖板12和凹槽体11可以通过螺钉固定。

对上述滤波器的选频特性进行测试，图5为接收频带插入损耗测试结果示意图，如图5所示，在工作于20GHz的接收频带范围内，插入损耗小于0.25dB。图6为散射参数测试结果示意图，如图6所示，在工作于20GHz的接收频带范围内，反射系数小于-30dB，在工作于30GHz的发射频带范围内，插入损耗大于80dB，即在发射频带可以做到很高的带外抑制，实现了低损耗、宽阻带、高带外抑制等特性。由此可见，本发明中的谐振窗型滤波器完全可以满足卫星通信系统对收发信号高隔离度的需求，并且尺寸小、性能高、易于加工。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种谐振窗型滤波器，其特征在于，包括：凹槽体和盖板，所述盖板固定在所述凹槽体的顶端；所述凹槽体包括底板和两个侧壁，所述底板上垂直设置有至少两个金属膜片，以与所述底板形成矩形腔；每个所述金属膜片分别与所述两个侧壁垂直接触；所述至少两个金属膜片的顶端设有矩形凹槽，所述矩形凹槽与所述盖板形成谐振窗。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，对所述矩形凹槽的深度和宽度，以及相邻两个所述金属膜片之间的距离进行调整，以改变所述滤波器的带通选频范围。

3.根据权利要求1或2所述的滤波器，其特征在于，所述盖板和所述凹槽体通过螺钉固定。

4.根据权利要求1或2所述的滤波器，其特征在于，所述凹槽体和所述盖板采用数控铣床加工。