CN104335413B - 能够容易地改变带通频率的带通滤波器 - Google Patents

Abstract

一种带通滤波器(10)，包括：滤波器外壳(17)，其限定了具有幅窄面(a)和幅宽面(b)的矩形波导(11)；梯形形状的金属板(12)，其由滤波器外壳(17)装入的幅宽面的中间(b)，以便与幅窄面平行(a)；导向板(13)，其位于金属板(12)附近；支撑杆(14)，其与矩形波导(11)的纵向方向平行，支撑杆(14)可旋转地由滤波器外壳(17)支撑，并且支撑导向板(13)；以及附接到支撑杆(14)尖端的第一齿轮(15)。第一齿轮(15)的旋转使得导向板(13)旋转，并且调整带通频率。

Description

能够容易地改变带通频率的带通滤波器

技术领域

本发明涉及能够改变频率的可调谐带通滤波器。

背景技术

正常情况下，在带通滤波器中的通带的中心频率是固定的。在带通滤波器中心频率改变的情形下，除了替换带通滤波器本身或者通过替换带通滤波器的内部元件再提调整中心频率之外，没有选择。

在这样的背景下，已经提出了许多能够自动改变中心频率的可调谐带通滤波器的多种想法。然而，可调谐带通滤波器需要较高的成本、复杂的机构以及大规模外围电路，因此，可调谐带通滤波器是可实现的，但通常实际上未实现。

JP-A-2011-9806(专利文献1)公开了图1至5中的下列可调谐带通滤波器。具体而言，具有梯形形状的金属板被提供在矩形波导中，因此可调谐带通滤波器实现了滤波特征。此外，介电板被提供在矩形波导中，并且介电板的位置关系关于金属板而改变。因此，可调谐带通滤波器可以改变中心频率。此外，专利文献1进一步公开了作为用于驱动介电板的驱动单元的步进马达的使用。此外，在[权利要求6]中，专利文献1公开了驱动单元由计算机基于预定信息控制从而改变介电板和金属板之间的相对位置关系的事项。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2011-9806

发明内容

本发明要解决的问题

如上所述，专利文献1公开了步进马达被用作驱动单元的事项，以及驱动单元由计算机基于预定信息控制从而改变介电板和金属板之间相对关系的事项。然而，步进马达和计算机的使用导致高成本，并且使用计算机的控制方法复杂和困难。因此，使用步进马达和计算机的上述专利文献1的带通滤波器不能容易地投入实践使用。

解决问题的手段

本发明的第一目的是提供能够容易地改变带通频率的便宜带通滤波器。

本发明的第二目的是提供能够容易地改变带通滤波器中的带通频率调整方法。

根据本发明的一个实施例，提供一种带通滤波器，包括：滤波器外壳，其限定矩形波导，该矩形波导具有窄面和宽于窄面的宽面；金属波导，其具有梯形形状并且以夹的方式布置在滤波器外壳体内宽面的中央处，以便与窄面平行；介电板，其定位在矩形波导中金属板的附近；支撑杆，其与矩形波导的纵向方向平行延伸，该支撑杆可选择地支撑在滤波器外壳上，并且被配置成支撑介电板，使得该介电板在矩形波导的纵向方向上延伸；以及固定在支撑杆尖端的第一齿轮，其中，介电板与第一齿轮的旋转一起旋转，从而调整带通频率。

此外，根据本发明的另一实施例，提供一种用于带通滤波器的带通频率调整方法，该带通滤波器包括：滤波器外壳，其限定矩形波导，该矩形波导具有窄面和宽于该窄面的宽面；金属板，其具有梯形形状并且以夹的方式布置在该滤波器外壳内宽面的中央处，以便与窄面平行；介电板，其位于矩形波导中金属板的附近；以及支撑杆，其与矩形波导的纵向方向平行延伸，该支撑杆可旋转地支撑在滤波器外壳上并且被配置成支撑介电板使得介电板在矩形波导的纵向方向上延伸，该带通频率调整方法包括：将第一齿轮固定在支撑杆的尖端；以及与第一齿轮旋转一起旋转介电板，从而调整带通频率。

发明效果

根据本发明一个实施例的带通滤波器是能够容易地改变带通频率的便宜带通滤波器。

此外，根据本发明一个实施例的带通滤波器中所使用的带通频率调整方法能够容易地改变带通频率。

附图说明

图1是图示根据本发明一个实施例的带通滤波器外观的图。

图2是图示图1中所示的带通滤波器内部的剖视图。

图3是从X方向来看的图1的带通滤波器的视图(顶视图)。

图4A是从Y方向来看的图1的带通滤波器的视图(侧视图)，用于图示锁定第二齿轮的状态。

图4B是从Y方向来看的图1的带通滤波器的视图(侧视图)，用于图示解锁第二齿轮的状态。

图5A是根据本发明第二实施例的带通滤波器的顶视图。

图5B是根据本发明第二实施例的带通滤波器的侧视图。

具体实施方式

接下来将详细描述本发明的实施例。

第一实施例

参考图1，图示了根据本发明第一实施例的带通滤波器10的外观。图2是图示图1中所示的带通滤波器10的内部的剖视图。

如图1和2中所示，带通滤波器10包含其中的矩形波导11。该矩形波导11包括输入波IN从其输入的入口部111和输出波OUT从其输出的出口部112。

图3是从X方向看的图1的带通滤波器10的视图(顶视图)。图4A是从Y方向看的图1的带通滤波器10的视图(侧视图)，用于图示第二齿轮16(后文描述)被锁定的状态。图4B是从Y方向看的图1的带通滤波器10的视图(侧视图)，用于图示第二齿轮16(后文描述)被解锁的状态。

如图4A和4B中所示，矩形波导11包含矩形波导路径，该矩形波导路径具有由短边“a”和长于该短边“a”的长边“b”所形成的剖面。换言之，矩形波导11包含矩形波导路径，该矩形波导路径具有窄面“a”和宽于该窄面“a”的宽面“b”。为了使入口部111(图1和2)的入口以及出口部112(图1和2)的出口与矩形波导路径连通，入口部111和出口部112被分别耦合到矩形波导11的两端。

如图2、4A和4B所示，带通滤波器10由鳍线滤波器形成。即，带通滤波器10由鳍线滤波器形成，该鳍线滤波器通过具有梯形形状的金属板(鳍线12)以夹的方式布置在矩形波导11的长边“b”中央处这样的方式，实现了作为带通滤波器的特点。此外，在带通滤波器10中，介电板13与金属板(鳍线)12平行提供。介电板13和金属板(鳍线)12之间的位置关系被改变，从而带通滤波器10的通带中的中心频率可以被改变。

在该实施例中，第一齿轮15固定在用于支撑介电板13的支撑杆14的尖端。当第一齿轮15被旋转时，介电板13也同时被旋转。

即，根据第一实施例的上述带通滤波器10包含滤波器外壳17，滤波器外壳17限定矩形波导11，矩形波导11具有窄面“a”和宽于该窄面“a”的宽面“b”；金属板12，金属板12具有梯形形状，并且以夹的方式被布置在滤波器外壳17内的宽面“b”的中央处，以便与窄面“a”平行；介电板13，介电板13位于矩形波导11中金属板12的附近；支撑杆14，支撑杆14与矩形波导11的纵向方向平行延伸，该支撑杆14被可旋转地支撑在滤波器外壳体17上，并且被配置成支撑该介电板13，使得介电板13在矩形波导11的纵向方向上延伸，并且第一齿轮15被固定在支撑杆14的尖端。介电板13与第一齿轮15的旋转一起被旋转，从而带通频率被调整。

在上述第一实施例中，将正齿轮作为示例并图示为一种类型的第一齿轮15，但可以采用任何类型的齿轮。即，第一齿轮15不限于正齿轮。例如，可以采用锥齿轮。

参考图3、4A和4B，详细描述根据第一实施例的上述带通滤波器10。

在图4B中，第二齿轮16进一步与在支撑杆14上提供的第一齿轮15啮合，并且第二齿轮16的一部分被曝露于滤波器外壳17外部，以便使得第二齿轮16能够被旋转和操作(驱动)。用作驱动齿轮的第二齿轮16的齿数目N(G2)小于用作被驱动齿轮的第一齿轮15的齿数目N(G1)。通过该配置，与第一齿轮15啮合的第二齿轮(驱动齿轮)16具有通过{N(G1)/N(G2)}表示的减速比。该减速比被适当选择，因此，可以执行关于中心频率改变的适当的改变步长。

在第一齿轮15上，提供了旋转引导部18(图3)，其与第一齿轮15同步旋转。

参考图3，旋转引导部18具有可变频率的指示或能够指定可变频率和可通过频率范围的符号和刻度。

旋转引导部18使得用户能够确认来自滤波器顶部平面19的旋转量，并且用户在参考旋转引导部18的同时，利用第二齿轮16执行频率的改变。

参考图4B，在第二齿轮16上，在与第二齿轮16的接合位置，提供了用于锁定旋转的片弹簧20。

当第二齿轮16被旋转时，片弹簧20被向上释放到第二齿轮16的顶峰部，并且片弹簧20在第二齿轮16的根部与第二齿轮16接合。相应的，在第二齿轮16的旋转期间，片弹簧20被卡在第二齿轮16的每个根部中，因此，在第二齿轮16的旋转期间，其能够发出咔嗒声。

通过这种方式，底座21被提供在片弹簧20下面，并且片弹簧20的可移动方向限于向上方向。通过该配置，第二齿轮16可以仅在片弹簧20可自由移动的方向上被旋转，并且第二齿轮16的旋转方向被确定为一个方向。在图4B中，第二齿轮16可以仅以顺时针方向旋转。

如上所述，与第一齿轮15啮合的驱动齿轮(第二齿轮)16由具有减速比的正向齿轮形成，并且上述旋转方向限制和上述咔塔机构由片弹簧20的尖端(爪)和第二齿轮16的齿形成的棘轮机构所实现的。

此外，在片弹簧20上提供螺钉22。当螺钉22被拧紧时，片弹簧20的向上移动被限制，从而能够锁定第二齿轮16的旋转(图4A)。

参考图4B，根据上述第一实施例，提供在片弹簧20上方的螺钉22被拧松，并且旋转第二齿轮16。通过这种方式，在带通滤波器内提供的介电板13被旋转，从而改变频率。此外，提供与第一齿轮15同步操作的旋转引导部18(图3)，因此，可以在确认旋转引导部18上的频率的同时，容易将频率设置为期望的频率。

基于第一齿轮15和第二齿轮16之间的齿轮比，以步进方式改变频率。当第二齿轮16被旋转时，在每个单一步进中，通过扁平弹簧20实现了咔塔感，这增强了可操作性。

在改变频率后，如图4A所示，仅拧紧在片弹簧20上方设置的螺钉22。因此，片弹簧20保持第二齿轮16的旋转位置，并且可以固定频率。

如上所述，根据第一实施例的上述带通滤波器10包含与第一齿轮15啮合的第二齿轮16，并且第二齿轮16具有比第一齿轮15少的齿数目。第一齿轮15与第二齿轮16一起旋转，因此，介电板13被旋转，从而调整带通频率。

此外，根据第一实施例的上述带通滤波器10包含用于锁定旋转的弹簧20，其被提供在与第二齿轮16接合的位置，并且螺钉22提供在弹簧20上方。当螺钉12被拧紧时，弹簧220的移动被螺钉22固定在该弹簧20的尖端与第二齿轮16接合的状态，因此锁定第二齿轮16的旋转。当螺钉22被拧松时，弹簧20恢复移动，因此解除第二齿轮16的旋转锁定。

此外，根据第一实施例的上述带通滤波器10包括旋转引导部18，旋转引导部18被提供在滤波器17外表面上，以便与第一齿轮15同步旋转。旋转引导部18具有用于第一齿轮15的旋转量视觉确认的刻度(符号)。

在上述第一实施例中，将正齿轮作为示例并且图示为一种类型的第二齿轮16，但可以采用任何类型的齿轮。即，第二齿轮16不限于正齿轮。例如，可以采用锥齿轮。

在上述第一实施例中，采用片弹簧20锁定第二齿轮16，但是可以采用任何类型的弹簧，只要该弹簧实现了相同功能。

根据上述第一实施例，仅将诸如介电板、支撑杆、第一齿轮和第二齿轮的便宜和随时可用的组件添加到鳍线滤波器，该鳍线滤波器包含具有梯形形状的金属板(鳍线)，因此，该带通滤波器可以以低成本被容易地实现。

不必针对每个频率准备具有梯形形状的金属板(鳍线)，因此，可以将该金属板(鳍线)用作共享组件。此外，组件的尺寸可以被缩减，因此，该鳍线滤波器可以被实现为轮廓上与正常鳍线滤波器等同。

第二实施例

参考图5A和5B，图示了根据本发明第二实施例的带通滤波器100。图5A是带通滤波器100的顶视图，并且图5B是带通滤波器100的侧视图。带通滤波器100也包含与图1和2中所示的带通滤波器10的矩形波导11相似的矩形波导11。带通滤波器100的矩形波导11具有与图2中所示的带通滤波器10的矩形波导11的内部结构相似的内部结构。

在带通滤波器100中，采用蜗轮101替代图4A、4B和1中所示的第二齿轮16。蜗轮101的中轴尖端被连接到多回转拨盘102，并且多回转拨盘102在箭头R的方向上旋转(图5B)。因此，蜗轮101被旋转。

第一齿轮15与蜗轮101的旋转一起被旋转，然后，连接到该第一齿轮105的介电板13被旋转。通过这种方式，可以改变带通滤波器100的通带的中心频率。多回转拨盘102包含锁定机构102’。当改变中心频率时，锁定机构102’被拧松。在将中心频率改变为期望的中心频率之后，锁定机构102’被锁定。通过这种方式，保持改变之后的中心频率。

多回转拨盘102包含仪表102”。在参考仪表102”的同时，用户旋转多回转拨盘102’以获得期望的中心频率。仪表102”和中心频率之间的关系被预先识别，并且提供具有能够识别中心频率的符号和刻度的旋转引导部103。因此，可以顺利地改变中心频率。

即，根据第二实施例的上述带通滤波器100包含与第一齿轮15啮合的第二齿轮，并且第二齿轮由蜗轮101形成。用于驱动蜗轮101的驱动旋钮被提供在滤波器外壳的外表面上，并且驱动旋钮由多回转拨盘102形成。

在上述第二实施例中，采用多回转拨盘，但是本发明不限于多回转拨盘102。可以采用任何组件，只要该组件具有与多回转拨盘102相同的功能。

在上述第二实施例中，多回转拨盘102在滤波器上表面被旋转并操作，但是旋转并操作多回转拨盘102的表面不限于上表面。

根据上述第二实施例，仅将诸如介电板、支撑杆、第一齿轮和蜗轮的便宜和随时可用的组件添加到鳍线滤波器中，该鳍线滤波器包含具有梯形形状的金属板(鳍线)，因此，带通滤波器可以以低成本被容易地实现。

不必针对每个频率准备具有梯形形状的金属板(鳍线)，因此，该金属板(鳍线)可以作为共享组件使用。此外，组件的尺寸可以被缩减，因此，该鳍线滤波器可以被实现为轮廓上与正常鳍线滤波器等同。

此外，在上述第二实施例中，采用蜗轮101，因此，第一齿轮15可以被连续旋转。因此，可以精细调整频率，并且蜗轮101对于需要严格频率设置的情况、应用于窄通带的带通滤波器情况等尤其有效。

工业适用性

上文参考实施例详细描述了本申请的发明，但是本申请的发明不限于上述实施例。在本申请的发明范围内，可以对本申请的发明的配置和细节做出本领域技术人员能够理解的各种修改。

此外，本申请是基于并要求2012年6月12日提交的日本专利申请No.2012-132585的优先权益，其公开通过引用整体并入本文。

Claims (5)

1.一种带通滤波器，包括：

滤波器外壳，所述滤波器外壳限定矩形波导，所述矩形波导具有窄面和比所述窄面宽的宽面；

金属板，所述金属板具有梯形形状，并且在所述宽面的中央处，所述金属板以被夹在中间的方式来被布置在所述滤波器外壳的内部以与所述窄面平行；

介电板，所述介电板被定位在所述矩形波导内的所述金属板的附近；

支撑杆，所述支撑杆与所述矩形波导的纵向方向平行地延伸，所述支撑杆被以可旋转的方式支撑在所述滤波器外壳上，并且所述支撑杆被配置成用于支撑所述介电板以使得所述介电板在所述矩形波导的所述纵向方向上延伸；

第一齿轮，所述第一齿轮被固定在所述支撑杆的尖部；以及

与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮具有比所述第一齿轮少的齿数目，并且

其中，所述第一齿轮随着所述第二齿轮的旋转而一起旋转，以使所述介电板旋转，从而调整所述带通频率，

所述带通滤波器的特征在于进一步包括：

用于锁定旋转的弹簧，所述弹簧被设置在所述第二齿轮相接合的位置；以及

螺钉，所述螺钉提供在所述弹簧的上方，

其中，当所述螺钉被拧紧时，所述弹簧的移动通过所述螺钉而被固定在使所述弹簧的尖部与所述第二齿轮接合的状态，从而锁定所述第二齿轮的旋转，以及

其中，当所述螺钉被拧松时，使得所述弹簧的移动自由，从而解除对所述第二齿轮的旋转的锁定。

2.根据权利要求1所述的带通滤波器，进一步包括旋转引导部，所述旋转引导部被提供在所述滤波器外壳的外表面上以便与所述第一齿轮同步旋转，所述旋转引导部具有用于对所述第一齿轮的旋转量进行视觉确认的刻度。

3.根据权利要求1所述的带通滤波器，

其中，所述第二齿轮包括蜗轮；以及

其中，所述带通滤波器进一步包括：

驱动旋钮，所述驱动旋钮被提供在所述滤波器外壳的外表面上，以便驱动所述蜗轮，所述驱动旋钮包括多回转拨盘。

4.一种用于带通滤波器中的带通频率调整方法，所述带通滤波器包括：

滤波器外壳，所述滤波器外壳限定矩形波导，所述矩形波导具有窄面和比所述窄面宽的宽面；

金属板，所述金属板具有梯形形状，并且在所述宽面的中央处，所述金属板以被夹在中间的方式来被布置在所述滤波器外壳的内部以与所述窄面平行；

介电板，所述介电板被定位在所述矩形波导内的所述金属板的附近；

支撑杆，所述支撑杆与所述矩形波导的纵向方向平行地延伸，所述支撑杆被以可旋转的方式支撑在所述滤波器外壳上，并且所述支撑杆被配置成用于支撑所述介电板以使得所述介电板在所述矩形波导的所述纵向方向上延伸；

第一齿轮，所述第一齿轮被固定在所述支撑杆的尖部；以及

与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮具有比所述第一齿轮少的齿数目，

所述带通频率调整方法包括：随着所述第二齿轮的旋转来一起旋转所述第一齿轮以旋转所述介电板，从而调整所述带通频率，

所述带通频率调整方法的特征在于所述带通滤波器包括：

用于锁定旋转的弹簧，所述弹簧被设置在所述第二齿轮相接合的位置；以及

螺钉，所述螺钉提供在所述弹簧的上方，

其中，所述带通频率调整方法进一步包括：

当所述螺钉被拧紧时，所述弹簧的移动通过所述螺钉而被固定在使所述弹簧的尖部与所述第二齿轮接合的状态，从而锁定所述第二齿轮的旋转，以及

其中，当所述螺钉被拧松时，使得所述弹簧的移动自由，从而解除对所述第二齿轮的旋转的锁定。

5.根据权利要求4所述的带通频率调整方法，

其中，所述第二齿轮包括蜗轮，以及

其中，所述带通频率调整方法进一步包括：

随着所述蜗轮的驱动来一起旋转所述第一齿轮以旋转所述介电板，从而调整所述带通频率。