CN104409814B - 截断金属膜片及其构成的e面波导带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了截断金属膜片及其构成的E面波导带通滤波器，截断金属膜片，包括第一级耦合金属膜片、第二级耦合金属膜片、第三级耦合金属膜片，第一级耦合金属膜片与第二级耦合金属膜片之间连接有中间横向膜片A，第二级耦合金属膜片与第三级耦合金属膜片之间连接有中间横向膜片B；第一级耦合金属膜片远离中间横向膜片A的一侧连接有2个边缘横向膜片A，2个边缘横向膜片A远离第一级耦合金属膜片的一侧各自都连接有前截断金属膜片，第三级耦合金属膜片远离中间横向膜片B的一侧连接有2个边缘横向膜片B，2个边缘横向膜片B远离第三级耦合金属膜片的一侧各自连接有后截断金属膜片。用E面截断金属膜片单元代替比较短的第一级金属膜片。

Description

截断金属膜片及其构成的E面波导带通滤波器

技术领域

本发明涉及微波滤波器领域，具体是指截断金属膜片及其构成的E面波导带通滤波器。

背景技术

滤波器作为频率选择元件在当今的通讯系统中具有重要作用，也是高频微波电路不可或缺的重要组成部分。现今在微波、毫米波及太赫兹电路中常用的带通滤波器都是基于波导传输元件实现的波导滤波器，特别是E面金属膜片波导滤波器因其具有结构简单，易于加工和安装，易于批量生产，能获得较高的Q值和良好的滤波特性等优点而获得了广泛的应用。但E面金属膜片滤波器因其膜片厚度的加工精度问题在高频段应用时存在难加工、加工误差大、一致性差等一些系类问题。在高频段为获得比较好的滤波器性能，E面膜片波导滤波器中的金属膜片的第一级金属膜片长度通常要取很小的值，这使得加工困难且实物与仿真结果相差较大，特别是随着频率的进一步提升到140GHz的时候滤波器的第一级金属膜片长度已减小到加工精度以下，这会造成无法加工。同时，在谐振腔比较少的时候其高频抑制性能不行。

微波滤波器是微波系统中用来分离或组合各种不同频率信号的重要元件，在微波中继通讯、卫星通讯、雷达、电子对抗及微波测量仪表中都有极其广泛的应用。为了满足各种不同的用途，出现了许多种类的微波滤波器。过去，带通滤波器多采用感性金属杆和横向膜片结构，不仅结构复杂不利于集成，而且制造成本高，不宜大批量生产，在毫米波段尤其如此。1974 年 Konishi 首先提出由 E 面膜片构成的矩形波导带通滤波器，由于这种滤波器具有结构简单、易于加工和安装、易于批量生产，能获得较高的 Q 值和良好的滤波特性等优点，因而获得了广泛的应用。其后，在结构上，除了全金属插入，还有介质基片制成的单侧鳍线，双侧鳍线以及双金属条带插入、偏置膜片、变形波导、高温超导等多种 E 面结构形式的滤波器。

与鳍线插入相比，全金属片插入由于无介质的影响而具有较小的插入损耗和较高的 Q 值，并且现在对金属片的加工能达到很高的精度，因而金属片 E 面滤波器得以广泛应用。但是，当带宽增大时，由于需要较强的耦合，单金属膜片的第一级就变得很细，带宽达到一定的程度时，加工精度和机械强度不能满足设计和使用的要求，便会遇到加工上的困难。另外这些结构的阻带特性并不令人满意，特别是高端阻带抑制度差，在许多对阻带特性要求较高的场合，如双工器中的滤波器，就很难满足相应的指标。为解决这些问题提出了大量的设计想法，其中比较有效的一种是采用双膜片法来设计滤波器，但采用双模片后会使加工和装配变得困难，且在要求宽频带的时候仍然存在第一级金属太短的问题。

例如专利号为： 的Ka 波段 E 面纵向膜片加载波导滤波器。如图1，的结构，金属膜片中有五个谐振腔，编号分别为 202 、 204 、 206 、 208 、 210 ，五个谐振腔的长度相同，五个谐振腔的宽度由外向内依次增加，其中谐振腔 202 和 210 的宽度一致，谐振腔204 和 208 的宽度一致，谐振腔 206 的宽度最大。五个谐振腔共形成六条耦合机构，编号依次为 201 、 203 、 205 、 207 、 209 、 211 ，六条耦合机构的长度相同，六条耦合机构的宽度由外向内依次增加，其中耦合机构 201 和 211的宽度一致，耦合机构 203 和 209的宽度一致，耦合机构 205 和 207 的宽度一致。图1中的耦合机构 201 和 211即为我们所说的第一级金属， 可以看出，耦合机构 201 和 211的宽度比其他耦合机构的宽度要小很多，在通常的E面金属膜片滤波器设计中为提高滤波器的性能需要将第一级金属膜片的长度（耦合机构 201 和 211的宽度）设计的很小，特别是在微波的高频段和太赫兹的低频段长度更小，这使的加工不易（精度达不到），且由于第一级金属膜片长度太小会使加工误差对滤波器的性能影响较大。波导滤波器由于在高频段尺寸较小，膜片的长度和厚度也随之减小，这会使金属膜片易变型、不稳定。

现有技术的缺点为：现有的E面膜片滤波器随着频率的升高滤波器的尺寸会减小，E面金属的整体尺寸也会减小，特别是E面膜片的第一级金属膜片减小更加剧烈，在高频段第一级金属膜片长度太短不易加工，由于第一膜片控制着能量的耦合其对滤波器的性能影响很大，太短的长度会使加工一致性变差。太小的金属膜片尺寸会使金属膜片易变型不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供截断金属膜片及其构成的E面波导带通滤波器，在高频段，普通E面膜片波导滤波器中的金属膜片的第一级金属膜片长度通常要取很小的值，这使得加工困难且实物与仿真结果相差较大，特别是随着频率的进一步提升到140GHz的时候滤波器的第一级金属膜片长度已减小到加工精度以下，这会造成无法加工，同时，在谐振腔比较少的时候其高频抑制性能不理想；本设计采用E面截断金属单元和谐振腔的结构来提高第一级金属膜片长度和提高高频抑制性能，且在金属膜片的中间引入横向金属可使金属膜片更稳固、不易变形，通过在E面膜片的第一级金属上增加截断单元和横向加固金属膜片可解决第一级金属膜片太短问题，并增加滤波器在高频处的抑制性能。

本发明的实现方案如下：截断金属膜片，包括沿Y轴方向依次设置的第一级耦合金属膜片、第二级耦合金属膜片、第三级耦合金属膜片，第一级耦合金属膜片与第二级耦合金属膜片之间连接有中间横向膜片A，第二级耦合金属膜片与第三级耦合金属膜片之间连接有中间横向膜片B；第一级耦合金属膜片远离中间横向膜片A的一侧连接有2个边缘横向膜片A，2个边缘横向膜片A之间存在间隙M，2个边缘横向膜片A远离第一级耦合金属膜片的一侧各自都连接有前截断金属膜片，2个前截断金属膜片之间存在间隙X；第三级耦合金属膜片远离中间横向膜片B的一侧连接有2个边缘横向膜片B，2个边缘横向膜片B之间存在间隙N，2个边缘横向膜片B远离第三级耦合金属膜片的一侧各自连接有后截断金属膜片，2个后截断金属膜片之间存在间隙Y。

第一级耦合金属膜片、第二级耦合金属膜片、第三级耦合金属膜片，第一级耦合金属膜片、中间横向膜片A、中间横向膜片B、2个边缘横向膜片A、2个边缘横向膜片B、2个前截断金属膜片、2个后截断金属膜片按照上述结构设置后形成主体金属膜片，主体金属膜片作为一个整体插入在标准波导的E面，标准波导用标准矩形波导WR-10，主体金属膜片用0.1mm厚的铜质金属板；其中，2个前截断金属膜片中间形成间隙X，相当是采用一个金属板将其中间区域挖空，从而形成2个上下对称的前截断金属膜片，2个后截断金属膜片中间形成间隙Ｙ，相当是采用一个金属板将其中间区域挖空，从而形成2个上下对称的后截断金属膜片；中间的间隙Ｙ和间隙Ｘ可增加电场耦合量达到可达到类似短金属的效果，以此来增加第一级金属膜片的长度，第一级金属膜片就是我们上述的前截断金属膜片和后截断金属膜片；其中主体金属膜片是采用矩形金属板用光电腐蚀法加工出矩形空缺作为谐振腔，第一级耦合金属膜片、第二级耦合金属膜片、第三级耦合金属膜片作为耦合金属膜片使谐振腔级联形成滤波器；其中第一级耦合金属膜片、第二级耦合金属膜片之间为谐振腔，第二级耦合金属膜片、第三级耦合金属膜片之间也为谐振腔，在谐振腔中央插入横向的金属膜片并将之与耦合金属膜片连接，即采用中间横向膜片B和中间横向膜片Ａ分别插入２个谐振腔；横向金属膜片Ａ和横向金属膜片Ｂ可看作在谐振腔内插入的金属微扰，会小范围的增加谐振器长度，但通过微扰可改善滤波器高频抑制性能；其中边缘横向膜片Ａ和边缘横向膜片Ｂ可分别固定前截断金属膜片和后截断金属膜片，使之不易变形。其中将主体金属膜片作为一个整体的时，主体金属膜片将标准波导分为两个小矩形波导其宽度为标准波导的二分之一，两个小矩形波导通过上述金属膜片并联，在第一级耦合金属膜片、第二级耦合金属膜片、第三级耦合金属膜片处两小矩形的传输截断，在前截断金属膜片和后截断金属膜片和横向金属膜片Ａ和横向金属膜片Ｂ处由开口大小控制并联程度。其中主体金属膜片在波导方向上可以为非对称结构，通过不同长度的截断金属膜片和耦合膜片来增加滤波器性能，截断金属膜片包括所述的前截断金属膜片和后截断金属膜片，耦合膜片包括上述的第一级耦合金属膜片、第二级耦合金属膜片、第三级耦合金属膜片。间隙M和间隙N形成谐振腔A。

优选的，第一级耦合金属膜片、第二级耦合金属膜片、第三级耦合金属膜片、边缘横向膜片A、边缘横向膜片B、中间横向膜片A、中间横向膜片B、前截断金属膜片、后截断金属膜片都为矩形膜片。设置为矩形方便制作，降低生产成本。

前截断金属膜片沿Z轴方向的长度大于边缘横向膜片A沿Z轴方向的长度，后截断金属膜片沿Z轴方向的长度大于边缘横向膜片B沿Z轴方向的长度。

前截断金属膜片沿Y方向的长度为：1mm至2mm或1mm至1.5mm或1.22mm，后截断金属膜片沿Y方向的长度为：1mm至2mm或1mm至1.5mm或1.18mm。

边缘横向膜片A沿Y方向的长度为：1mm至2mm或1mm至1.5mm或1.48mm，边缘横向膜片B沿Y方向的长度为：1mm至2mm或1mm至1.5mm或1.49mm。

优选的，还包括上支架和下支架，上支架和下支架都为矩形板，上支架面向下支架的一面为上支架的下表面，下支架面向上支架的一面为下支架的上表面，处于上方的前截断金属膜片、处于上方的边缘横向膜片A、处于上方的边缘横向膜片B、处于上方的后截断金属膜片都固定在上支架的下表面上，处于下方的前截断金属膜片、处于下方的边缘横向膜片A、处于下方的边缘横向膜片B、处于下方的后截断金属膜片都固定在下支架的上表面上，第一级耦合金属膜片的上表面、第二级耦合金属膜片的上表面、第三级耦合金属膜片的上表面均与上支架的下表面连接，第一级耦合金属膜片的下表面、第二级耦合金属膜片的下表面、第三级耦合金属膜片的下表面均与下支架的上表面上连接。

其中上支架、下支架作为支撑结构加载到波导壁中（在波导腔体外面）对滤波器性能无影响，可以起到支撑上述主体金属膜片的作用，便于主体金属膜片与波导连接，本发明可以按照上述结构将上支架和下支架加载到主体金属膜片的上下两侧，上支架和下支架和主体金属膜片形成一个不易变形、方便安装和方便加工生产的一体化结构。

中间横向膜片A与上支架之间存在间隙Q1，中间横向膜片A与下支架存在间隙Q2；中间横向膜片B与上支架之间存在间隙Q3，中间横向膜片B与下支架存在间隙Q4。上述间隙Q1、间隙Q2、间隙Q3间隙Q4即谐振腔B8，间隙Q1、间隙Q2、以及中间横向膜片A所占区域形成谐振腔，间隙Q3、间隙Q4、以及中间横向膜片B所占区域形成谐振腔。

基于上述截断金属膜片，将上述截断金属膜片加载到标准波导内，可以形成E面波导带通滤波器，E面波导带通滤波器的具体情形如下：

基于上述截断金属膜片的E面波导带通滤波器，包括一个中空的标准波导，上述的截断金属膜片设置在标准波导的空腔内，标准波导的输入端口到输出端口方向是沿着Y方向设置，前截断金属膜片远离边缘横向膜片A的一侧正对标准波导的输入端口，后截断金属膜片远离边缘横向膜片B的一侧正对标准波导的输出端口；第一级耦合金属膜片的上表面、第二级耦合金属膜片的上表面、第三级耦合金属膜片的上表面均与标准波导的上内壁齐平，第一级耦合金属膜片的下表面、第二级耦合金属膜片的下表面、第三级耦合金属膜片的下表面均与标准波导的下内壁齐平；处于上方的前截断金属膜片的上表面、处于上方的边缘横向膜片A的上表面、处于上方的边缘横向膜片B的上表面、处于上方的后截断金属膜片的上表面都与标准波导的上内壁齐平，处于下方的前截断金属膜片的下表面、处于下方的边缘横向膜片A的下表面、处于下方的边缘横向膜片B的下表面、处于下方的后截断金属膜片的下表面都与标准波导的下内壁齐平。

上述E面矩形波导滤波器是利用在矩形波导中插入与E面平行的上述截断金属膜片。截断金属膜片按照上述截断金属膜片的状态进行加工，形成具有一定间隔的方形孔，并夹在标准波导的正中间。这样就形成了一段非空波导一段膜片波导的交替结构。其中，耦合膜片相当于起耦合作用，两相邻膜耦合片之间非空波导就构成谐振腔，耦合膜片等效成T型电路。横向金属膜片Ｂ和横向金属膜片A作为谐振腔的微扰可作为普通谐振腔进行分析。由于波导一般都是主模工作,则TE10模在波导不连续性附近只能激励起TEm0模,不能激励起TEmn(n≠0)模和TMmn模。

所述截断金属膜片与标准波导的装配方式有：所述标准波导包括对称连接的左半凹槽和右半凹槽，左半凹槽的槽口面向右半凹槽，右半凹槽的槽口方向面向左半凹槽，还包括上支架和下支架，上支架和下支架都为矩形板，上支架面向下支架的一面为上支架的下表面，下支架面向上支架的一面为下支架的上表面，处于上方的前截断金属膜片、处于上方的边缘横向膜片A、处于上方的边缘横向膜片B、处于上方的后截断金属膜片都固定在上支架的下表面上，处于下方的前截断金属膜片、处于下方的边缘横向膜片A、处于下方的边缘横向膜片B、处于下方的后截断金属膜片都固定在下支架的上表面上，第一级耦合金属膜片的上表面、第二级耦合金属膜片的上表面、第三级耦合金属膜片的上表面均与上支架的下表面连接，第一级耦合金属膜片的下表面、第二级耦合金属膜片的下表面、第三级耦合金属膜片的下表面均与下支架的上表面上连接，上支架夹持在标准波导上盖板上的左半凹槽和右半凹槽之间，下支架夹持在标准波导下盖板上的左半凹槽和右半凹槽之间。所述标准波导包括对称连接的左半凹槽和右半凹槽，左半凹槽的槽口面向右半凹槽，右半凹槽的槽口方向面向左半凹槽，上支架和下支架夹持在左半凹槽和右半凹槽之间。

本发明的优点有。

1、相比现有技术该发明的加工更容易、一致性更好。用E面截断金属膜片单元代替比较短的第一级金属膜片使加工更加容易，在相同的加工精度下可使实物与仿真结果更加接近。

2、相比现有技术该发明的高频抑制性能更好。该发明通过在空谐振腔中引入横向金属膜片的方法加入谐振腔扰动，提高了高频抑制性能，同时增加了金属膜片的稳定性。

附图说明

图1为现有技术金属膜片示意图。

图2为截断金属膜片加载到标准波导内的侧剖结构示意图。

图3为截断金属膜片加载上支架和下支架后的示意图。

图4为截断金属膜片加载到标准波导内的立体示意图。

图5为耦合金属膜片的等效电路图。

图6为E面波导带通滤波器仿真参数示意图。

图中的标号分别表示为：1、标准波导；2、上支架；3、前截断金属膜片；4、边缘横向膜片A；5、谐振腔A；6、第一级耦合金属膜片；7、中间横向膜片A；8、谐振腔B，9、第二级耦合金属膜片；10、第三级耦合金属膜片；11、后截断金属膜片；12、下支架；13、中间横向膜片B；14、边缘横向膜片B。

具体实施方式

实施例一

如图1至图6所示。

截断金属膜片，包括沿Y轴方向依次设置的第一级耦合金属膜片6、第二级耦合金属膜片9、第三级耦合金属膜片10，第一级耦合金属膜片6与第二级耦合金属膜片9之间连接有中间横向膜片A7，第二级耦合金属膜片9与第三级耦合金属膜片10之间连接有中间横向膜片B13；第一级耦合金属膜片6远离中间横向膜片A7的一侧连接有2个边缘横向膜片A4，2个边缘横向膜片A之间存在间隙M，2个边缘横向膜片A4远离第一级耦合金属膜片6的一侧各自都连接有前截断金属膜片3，2个前截断金属膜片3之间存在间隙X；第三级耦合金属膜片10远离中间横向膜片B13的一侧连接有2个边缘横向膜片B14，2个边缘横向膜片B14之间存在间隙N，2个边缘横向膜片B14远离第三级耦合金属膜片10的一侧各自连接有后截断金属膜片11，2个后截断金属膜片11之间存在间隙Y。

第一级耦合金属膜片6、第二级耦合金属膜片9、第三级耦合金属膜片10，第一级耦合金属膜片6、中间横向膜片A7、中间横向膜片B13、2个边缘横向膜片A4、2个边缘横向膜片B14、2个前截断金属膜片3、2个后截断金属膜片11按照上述结构设置后形成主体金属膜片，主体金属膜片作为一个整体插入在标准波导的E面，标准波导用标准矩形波导WR-10，主体金属膜片用0.1mm厚的铜质金属板；其中，2个前截断金属膜片中间形成间隙X，相当是采用一个金属板将其中间区域挖空，从而形成2个上下对称的前截断金属膜片，2个后截断金属膜片中间形成间隙Ｙ，相当是采用一个金属板将其中间区域挖空，从而形成2个上下对称的后截断金属膜片；中间的间隙Ｙ和间隙Ｘ可增加电场耦合量达到可达到类似短金属的效果，以此来增加第一级金属膜片的长度，第一级金属膜片就是我们上述的前截断金属膜片和后截断金属膜片；其中主体金属膜片是采用矩形金属板用光电腐蚀法加工出矩形空缺作为谐振腔，第一级耦合金属膜片6、第二级耦合金属膜片9、第三级耦合金属膜片10作为耦合金属膜片使谐振腔级联形成滤波器；其中第一级耦合金属膜片6、第二级耦合金属膜片9之间为谐振腔，第二级耦合金属膜片9、第三级耦合金属膜片10之间也为谐振腔，在谐振腔中央插入横向的金属膜片并将之与耦合金属膜片连接，即采用中间横向膜片B13和中间横向膜片Ａ分别插入２个谐振腔；横向金属膜片Ａ和横向金属膜片Ｂ可看作在谐振腔内插入的金属微扰，会小范围的增加谐振器长度，但通过微扰可改善滤波器高频抑制性能；其中边缘横向膜片Ａ和边缘横向膜片Ｂ可分别固定前截断金属膜片和后截断金属膜片，使之不易变形。其中将主体金属膜片作为一个整体的时，主体金属膜片将标准波导分为两个小矩形波导其宽度为标准波导的二分之一，两个小矩形波导通过上述金属膜片并联，在第一级耦合金属膜片6、第二级耦合金属膜片9、第三级耦合金属膜片10处两小矩形的传输截断，在前截断金属膜片和后截断金属膜片和横向金属膜片Ａ和横向金属膜片Ｂ处由开口大小控制并联程度。其中主体金属膜片在波导方向上可以为非对称结构，通过不同长度的截断金属膜片和耦合膜片来增加滤波器性能，截断金属膜片包括所述的前截断金属膜片和后截断金属膜片，耦合膜片包括上述的第一级耦合金属膜片6、第二级耦合金属膜片9、第三级耦合金属膜片10。间隙M和间隙N形成谐振腔A5

优选的，第一级耦合金属膜片6、第二级耦合金属膜片9、第三级耦合金属膜片10、边缘横向膜片A4、边缘横向膜片B14、中间横向膜片A7、中间横向膜片B13、前截断金属膜片3、后截断金属膜片11都为矩形膜片。设置为矩形方便制作，降低生产成本。

前截断金属膜片3沿Z轴方向的长度大于边缘横向膜片A4沿Z轴方向的长度，后截断金属膜片11沿Z轴方向的长度大于边缘横向膜片B14沿Z轴方向的长度。

前截断金属膜片沿Y方向的长度为：1 mm 或1.7mm或2mm或1.5mm或1.22mm，后截断金属膜片沿Y方向的长度为：1mm 或1.7mm或2mm或1.5mm或1.22mm 或1.18mm。

边缘横向膜片A4沿Y方向的长度为：1mm 或1.7mm或2mm或1.5mm或1.22mm 或1.18mm 或1.49mm，边缘横向膜片B14沿Y方向的长度为：1mm 或1.7mm或2mm或1.5mm或1.22mm 或1.18mm 或1.48mm。

优选的，还包括上支架2和下支架12，上支架2和下支架12都为矩形板，上支架2面向下支架12的一面为上支架2的下表面，下支架12面向上支架2的一面为下支架12的上表面，处于上方的前截断金属膜片3、处于上方的边缘横向膜片A4、处于上方的边缘横向膜片B14、处于上方的后截断金属膜片11都固定在上支架2的下表面上，处于下方的前截断金属膜片3、处于下方的边缘横向膜片A4、处于下方的边缘横向膜片B14、处于下方的后截断金属膜片11都固定在下支架12的上表面上，第一级耦合金属膜片6的上表面、第二级耦合金属膜片9的上表面、第三级耦合金属膜片10的上表面均与上支架2的下表面连接，第一级耦合金属膜片6的下表面、第二级耦合金属膜片9的下表面、第三级耦合金属膜片10的下表面均与下支架12的上表面上连接。

其中上支架、下支架作为支撑结构加载到波导壁中在波导腔体外面对滤波器性能无影响，可以起到支撑上述主体金属膜片的作用，便于主体金属膜片与波导连接，本发明可以按照上述结构将上支架2和下支架12加载到主体金属膜片的上下两侧，上支架2和下支架12和主体金属膜片形成一个不易变形、方便安装和方便加工生产的一体化结构。

中间横向膜片A7与上支架2之间存在间隙Q1，中间横向膜片A7与下支架12存在间隙Q2；中间横向膜片B13与上支架2之间存在间隙Q3，中间横向膜片B13与下支架12存在间隙Q4。上述间隙Q1、间隙Q2、间隙Q3间隙Q4即谐振腔B8，间隙Q1、间隙Q2、以及中间横向膜片A7所占区域形成谐振腔，间隙Q3、间隙Q4、以及中间横向膜片B所占区域形成谐振腔。

实施例二

如图1至图6所示。

基于实施例一所述的截断金属膜片，要将上述截断金属膜片加载到标准波导内，可以形成E面波导带通滤波器，E面波导带通滤波器的具体情形如下：

基于上述截断金属膜片的E面波导带通滤波器，包括一个中空的标准波导，上述的截断金属膜片设置在标准波导的空腔内，标准波导的输入端口到输出端口方向是沿着Y方向设置，前截断金属膜片远离边缘横向膜片A4的一侧正对标准波导的输入端口，后截断金属膜片远离边缘横向膜片B14的一侧正对标准波导的输出端口；第一级耦合金属膜片6的上表面、第二级耦合金属膜片9的上表面、第三级耦合金属膜片10的上表面均与标准波导的上内壁齐平，第一级耦合金属膜片6的下表面、第二级耦合金属膜片9的下表面、第三级耦合金属膜片10的下表面均与标准波导的下内壁齐平；处于上方的前截断金属膜片3的上表面、处于上方的边缘横向膜片A4的上表面、处于上方的边缘横向膜片B14的上表面、处于上方的后截断金属膜片11的上表面都与标准波导的上内壁齐平，处于下方的前截断金属膜片3的下表面、处于下方的边缘横向膜片A4的下表面、处于下方的边缘横向膜片B14的下表面、处于下方的后截断金属膜片11的下表面都与标准波导的下内壁齐平。

上述E面矩形波导滤波器是利用在矩形波导中插入与E面平行的上述截断金属膜片。截断金属膜片按照上述截断金属膜片的状态进行加工，形成具有一定间隔的方形孔，并夹在标准波导的正中间。这样就形成了一段非空波导一段膜片波导的交替结构。其中，耦合膜片相当于起耦合作用，两相邻膜耦合片之间非空波导就构成谐振腔，耦合膜片等效成T型电路。横向金属膜片Ｂ和横向金属膜片A作为谐振腔的微扰可作为普通谐振腔进行分析。由于波导一般都是主模工作,则TE10模在波导不连续性附近只能激励起TEm0模,不能激励起TEmn(n≠0)模和TMmn模，如图5，图5为本发明设计的滤波器的等效电路图。

将上述结构的滤波器进行能量场仿真发现，上述结构的滤波器的能量可以通过截断金属膜片进入下一级的耦合金属膜片。滤波器的场在中间达到了最大。可以非常清晰的看到在截断金属膜片长度比较长的情况下截断金属膜片仍然可以很好的将场耦合到另一端。

如图6，可以看出该滤波器带宽为92.5GHz-96.4GHz，带内插损为-0.2dB，相对带宽4.23%。带外20%频率处抑制为-40dB。

所述截断金属膜片与标准波导的装配方式有：所述标准波导包括对称连接的左半凹槽和右半凹槽，左半凹槽的槽口面向右半凹槽，右半凹槽的槽口方向面向左半凹槽，上支架2和下支架12夹持在左半凹槽和右半凹槽之间。

如上述，则能很好的实现本发明。

Claims (9)

1.截断金属膜片，其特征在于：包括沿Y轴方向依次设置的第一级耦合金属膜片（6）、第二级耦合金属膜片（9）、第三级耦合金属膜片（10），第一级耦合金属膜片（6）与第二级耦合金属膜片（9）之间连接有中间横向膜片A（7），第二级耦合金属膜片（9）与第三级耦合金属膜片（10）之间连接有中间横向膜片B（13）；第一级耦合金属膜片（6）远离中间横向膜片A（7）的一侧连接有2个边缘横向膜片A（4），2个边缘横向膜片A之间存在间隙M，2个边缘横向膜片A（4）远离第一级耦合金属膜片（6）的一侧各自都连接有前截断金属膜片（3），2个前截断金属膜片（3）之间存在间隙X；第三级耦合金属膜片（10）远离中间横向膜片B（13）的一侧连接有2个边缘横向膜片B（14），2个边缘横向膜片B（14）之间存在间隙N，2个边缘横向膜片B（14）远离第三级耦合金属膜片（10）的一侧各自连接有后截断金属膜片（11），2个后截断金属膜片（11）之间存在间隙Y。

2.根据权利要求1所述的截断金属膜片，其特征在于：第一级耦合金属膜片（6）、第二级耦合金属膜片（9）、第三级耦合金属膜片（10）、边缘横向膜片A（4）、边缘横向膜片B（14）、中间横向膜片A（7）、中间横向膜片B（13）、前截断金属膜片（3）、后截断金属膜片（11）都为矩形膜片。

3.根据权利要求1所述的截断金属膜片，其特征在于：前截断金属膜片（3）沿Z轴方向的长度大于边缘横向膜片A（4）沿Z轴方向的长度，后截断金属膜片（11）沿Z轴方向的长度大于边缘横向膜片B（14）沿Z轴方向的长度。

4.根据权利要求1所述的截断金属膜片，其特征在于：前截断金属膜片沿Y方向的长度为：1mm至2mm，后截断金属膜片沿Y方向的长度为：1mm至2mm。

5.根据权利要求1所述的截断金属膜片，其特征在于：边缘横向膜片A（4）沿Y方向的长度为：1mm至2mm，边缘横向膜片B（14）沿Y方向的长度为：1mm至2mm。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的截断金属膜片，其特征在于：还包括上支架（2）和下支架（12），上支架（2）和下支架（12）都为矩形板，上支架（2）面向下支架（12）的一面为上支架（2）的下表面，下支架（12）面向上支架（2）的一面为下支架（12）的上表面，处于上方的前截断金属膜片（3）、处于上方的边缘横向膜片A（4）、处于上方的边缘横向膜片B（14）、处于上方的后截断金属膜片（11）都固定在上支架（2）的下表面上，处于下方的前截断金属膜片（3）、处于下方的边缘横向膜片A（4）、处于下方的边缘横向膜片B（14）、处于下方的后截断金属膜片（11）都固定在下支架（12）的上表面上，第一级耦合金属膜片（6）的上表面、第二级耦合金属膜片（9）的上表面、第三级耦合金属膜片（10）的上表面均与上支架（2）的下表面连接，第一级耦合金属膜片（6）的下表面、第二级耦合金属膜片（9）的下表面、第三级耦合金属膜片（10）的下表面均与下支架（12）的上表面上连接。

7.根据权利要求6所述的截断金属膜片，其特征在于：中间横向膜片A（7）与上支架（2）之间存在间隙Q1，中间横向膜片A（7）与下支架（12）存在间隙Q2；中间横向膜片B（13）与上支架（2）之间存在间隙Q3，中间横向膜片B（13）与下支架（12）存在间隙Q4。

8.基于权利要求1至5中任意一项截断金属膜片的E面波导带通滤波器，其特征在于：包括一个中空的标准波导，权利要求1至5中任意一项所述的截断金属膜片设置在标准波导的空腔内，标准波导的输入端口到输出端口方向是沿着Y方向设置，前截断金属膜片远离边缘横向膜片A（4）的一侧正对标准波导的输入端口，后截断金属膜片远离边缘横向膜片B（14）的一侧正对标准波导的输出端口；第一级耦合金属膜片（6）的上表面、第二级耦合金属膜片（9）的上表面、第三级耦合金属膜片（10）的上表面均与标准波导的上内壁齐平，第一级耦合金属膜片（6）的下表面、第二级耦合金属膜片（9）的下表面、第三级耦合金属膜片（10）的下表面均与标准波导的下内壁齐平；处于上方的前截断金属膜片（3）的上表面、处于上方的边缘横向膜片A（4）的上表面、处于上方的边缘横向膜片B（14）的上表面、处于上方的后截断金属膜片（11）的上表面都与标准波导的上内壁齐平，处于下方的前截断金属膜片（3）的下表面、处于下方的边缘横向膜片A（4）的下表面、处于下方的边缘横向膜片B（14）的下表面、处于下方的后截断金属膜片（11）的下表面都与标准波导的下内壁齐平。

9.根据权利要求8所述的E面波导带通滤波器，其特征在于：所述标准波导包括对称连接的左半凹槽和右半凹槽，左半凹槽的槽口面向右半凹槽，右半凹槽的槽口方向面向左半凹槽，还包括上支架（2）和下支架（12），上支架（2）和下支架（12）都为矩形板，上支架（2）面向下支架（12）的一面为上支架（2）的下表面，下支架（12）面向上支架（2）的一面为下支架（12）的上表面，处于上方的前截断金属膜片（3）、处于上方的边缘横向膜片A（4）、处于上方的边缘横向膜片B（14）、处于上方的后截断金属膜片（11）都固定在上支架（2）的下表面上，处于下方的前截断金属膜片（3）、处于下方的边缘横向膜片A（4）、处于下方的边缘横向膜片B（14）、处于下方的后截断金属膜片（11）都固定在下支架（12）的上表面上，第一级耦合金属膜片（6）的上表面、第二级耦合金属膜片（9）的上表面、第三级耦合金属膜片（10）的上表面均与上支架（2）的下表面连接，第一级耦合金属膜片（6）的下表面、第二级耦合金属膜片（9）的下表面、第三级耦合金属膜片（10）的下表面均与下支架（12）的上表面上连接，上支架（2）夹持在标准波导上盖板上的左半凹槽和右半凹槽之间，下支架（12）夹持在标准波导下盖板上的左半凹槽和右半凹槽之间。