CN105304981A

CN105304981A - 覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器

Info

Publication number: CN105304981A
Application number: CN201510716155.XA
Authority: CN
Inventors: 程飞; 钟红兵; 彭飞; 刘启发
Original assignee: Dfine Technology Co Ltd
Current assignee: Dfine Technology Co Ltd
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: CN105304981B

Abstract

本发明为覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器，解决现有滤波器插入损耗大，频率选择性不够高的问题。盖板(2)通过螺钉连接于外壳(1)的上方，[c1]两个K接头（3）的探针（38）垂直穿过盖板（2）上的第一圆孔(20)，插入外壳的第二圆孔(11)中并与第二圆孔焊接。外壳为左右对称结构，外壳的左半部分和右半部分的端部包有含第二圆孔的台阶(12)，外壳有从外壳两端的第二台阶始，轴向依次相连的第一波导段（13），第二波导段（14），第三波导段（15），第四波导段（16），第五波导段（17），第六波导段（18），第七波导段（19），第八波导段（21），第九波导段（22），第一膜片（23），第十波导段（24），第二膜片（25），第十一波导段（26），第三膜片（27），十二波导段（28），第四膜片（29），第十三波导段（30），第五膜片（31），第十四波导段（32），第六膜片（33），第十五波导段（34），第七膜片（35），第七膜片（35）为位于中点的唯一元。

Description

覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器

技术领域：

本发明属于微波毫米波器件技术领域，尤其涉及微波毫米波器件中的宽带带通滤波器。

背景技术：

毫米波接收机往往需要超宽频带的天馈前端，而宽带滤波器是其中必不可少的器件。在接收机前端，由于接收信号较为微弱，因此要求滤波器具有很小的插入损耗，以降低系统噪声。覆盖Ka波段的滤波器通带带宽为42.4%，传统上，这种滤波器主要通过同轴腔交指滤波器来实现。相较于波导腔体，同轴腔体的品质因数较低，构成的滤波器插入损耗更大。频率选择性不够高。

Ka波段宽带滤波器是Ka波段接收机中的关键部件，用于抑制其他频段的干扰信号。目前，较为常用的连接方式是同轴连接，而同轴到波导的转换需要占用很大的电路面积。

发明内容

本发明的目的是提供一种插入损耗小，频率选择性高，体积小的覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器。

本发明是这样实现的：

盖板2通过螺钉连接于外壳1的上方，[c1]个K接头3的探针38垂直穿过盖板2上的第一圆孔20，插入外壳1的第二圆孔11中并与第二圆孔焊接。外壳1为左右对称结构，外壳1的左半部分和右半部分的端部包有含第二圆孔11的台阶12，外壳有从外壳两端的台阶12始，轴向依次相连的第一波导段13，第二波导段14，第三波导段15，第四波导段16，第五波导段17，第六波导段18，第七波导段19，第八波导段21，第九波导段22，第一膜片23，第十波导段24，第二膜片25，第十一波导段26，第三膜片27，十二波导段28，第四膜片29，第十三波导段30，第五膜片31，第十四波导段32，第六膜片33，第十五波导段34，第七膜片35，第七膜片35为位于中点的唯一元件。

所有的波导段均为方波导。

圆孔二11穿过台阶12，台阶12位于波导段一13上。

第一波导段13，第二波导段14，第三波导段15，第四波导段16，第五波导段17，第六波导段18，第七波导段19，第八波导段21的宽度依次逐渐变窄；第八波导段21，第九波导段22，第一膜片23，第十波导段24，第二膜片25，第十一波导段26，第三膜片27，第十二波导段28，第四膜片29，第十三波导段30，第五膜片31，第十四波导段32，第六膜片33，第十五波导段34，第七膜片35的宽度相等。

第一波导段13，第二波导段14，第三波导段15，第四波导段16，第五波导段17，第六波导段18，第七波导段19的高度依次增加；第七波导段19与第八波导段21的高度相等；第八波导段21的高度大于第九波导段22的高度。

第十波导段24，第十一波导段26，第十二波导段28，第十三波导段30，第十四波导段32，第十五波导段34的长度小于滤波器中心频率处的半个波长。

第一膜片23，第二膜片25，第三膜片27，第四膜片29，第五膜片31，第六膜片33，第七膜片35厚度相等，高度依次增加。

本发明提出了用高通滤波器，低通滤波器，波导到同轴转换的结构来实现带有K接头连接的Ka波段宽带带通滤波器。并且将波导到同轴转换，波导高通滤波器设计成混合结构，波导高通滤波器与波导低通滤波器形成混合结构，极大地缩小了电路的尺寸。由于采用了波导结构，该滤波器具有很小的插入损耗。滤波器的阶数较高，带外抑制性能优良。

本发明的优点和有益效果：

（1）滤波器带宽极宽，能覆盖整个Ka频段，并且滤波器通带附近的带外抑制非常高，能有效将本频段的有用信号与其他频段的干扰信号区分开来。

（2）采用波导结构来设计，极大地减小了滤波器的插入损耗，有利于降低系统的噪声，提高接收机的灵敏度。

（3）采用K接头作为输入输出连接，方便与其他平面有源电路模块进行互连。

附图说明:

图1为本发明正视图。

图2为图1的俯视图。

图3为外壳的轴向剖视图。

图4滤波器外壳的俯视图。

图5滤波器仿真结果。

具体实施方式:

覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器，其结构包含外壳1，盖板2，K接头3和螺钉4；盖板2位于外壳1的上方，通过螺丝4固定到外壳1的螺纹孔10上；K接头3与外壳1，盖板2通过螺钉4固定，两个K接头3的探针38垂直穿过盖板2上的第一圆孔20，插入外壳1的第二圆孔11中并与第二圆孔焊接。外壳1为左右对称结构，外壳1的左半部分和右半部分的端部包有含第二圆孔11的台阶12，外壳有从外壳两端的台阶12始，轴向依次相连的第一波导段13，第二波导段14，第三波导段15，第四波导段16，第五波导段17，第六波导段18，第七波导段19，第八波导段21，第九波导段22，第一膜片23，第十波导段24，第二膜片25，第十一波导段26，第三膜片27，十二波导段28，第四膜片29，第十三波导段30，第五膜片31，第十四波导段32，第六膜片33，第十五波导段34，第七膜片35，第七膜片35为位于中点的唯一元件。

所有的波导段均为方波导。

圆孔二11穿过台阶12，台阶12位于波导段一13上。

第一波导段13，第二波导段14，第三波导段15，第四[c2]段16，第五波导段17，第六波导段18，第七波导段19，第八波导段21的宽度依次逐渐变窄；第八波导段21，第九波导段22，第一膜片23，第十波导段24，第二膜片25，第十一波导段26，第三膜片27，第十二波导段28，第四膜片29，第十三波导段30，第五膜片31，第十四波导段32，第六膜片33，第十五波导段34，第七膜片35的宽度相等。

盖板2，K接头3，圆孔11，台阶12，及依次相连的波导段13，波导段14，波导段15，波导段16，波导段17，波导段18，波导段19共同构成了高通滤波器与同轴到波导转换的混合结构。K接头的探针38插入外壳1中，与台阶12焊接到一起。台阶12位于波导段13上，其宽度比波导段13的宽度窄，长度比波导段13短；波导段13的宽度为Ka波段标准波导宽度，高度小于标准波导；波导段13，波导段14，波导段15，波导段16，波导段17，波导段18，波导段19，波导段21的宽度依次逐渐变窄，高度逐渐增加。其作用是，能在保持较低驻波水平的前提下，提高波导的截止频率，使波导成为一个高通滤波器，其截止频率为带通滤波器通带的低频处。而另一方面，高度逐渐增加，完成了同轴到波导的过渡。将高度渐变与宽度渐变结合起来，有利于减小滤波器的整体尺寸。

盖板2，波导段21，波导段22，膜片23，波导段24，膜片25，波导段26，膜片27，波导段28，膜片29，波导段30，膜片31，波导段32，膜片33，波导段34，膜片35共同构成了低通滤波器与高通滤波器的混合结构。低通滤波器波导的宽度小于Ka波段标准波导的宽度，这个宽度由滤波器通带的低端截止频率来确定。波导段之间的电容膜片能等效成阻抗变换器最终使滤波器实现切比雪夫低通响应。增加和减少低通滤波器的阶数，可以改变滤波器的带内回波损耗和带外抑制水平。

本实施例设计要求的通带范围从26GHz到40GHz，25GHz和41GHz的带外抑制能达到40dB，输入输出使用K接头。仿真结果如图5所示，在工作频段内，滤波器插入损耗小于0.3dB，回波损耗大于14dB，25GHz的带外抑制大于50dB，41GHz的带外抑制大于40dB。腔体的长度为121.52mm，宽度为16mm，高度为10mm。

Claims

1.覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器，其特征在于盖板（2）通过螺钉（4）连接于外壳（1）的上方，[c1]个K接头（3）的探针（38）垂直穿过盖板（2）上的第一圆孔（20），插入外壳（2）的第二圆孔（11）中并与第二圆孔（11）焊接，外壳（1）为左右对称结构，外壳（1）的左半部分和右半部分的端部有包含第二圆孔（11）的台阶（12），外壳（1）有从外壳（1）两端的第二台阶（12）开始，轴向依次相连的第一波导段（13），第二波导段（14），第三波导段（15），第四波导段（16），第五波导段（17），第六波导段（18），第七波导段（19），第八波导段（21），第九波导段（22），第一膜片（23），第十波导段（24），第二膜片（25），第十一波导段（26），第三膜片（27），十二波导段（28），第四膜片（29），第十三波导段（30），第五膜片（31），第十四波导段（32），第六膜片（33），第十五波导段（34），第七膜片（35），第七膜片（35）为位于中点的唯一元件。

2.根据权利要求1所述的覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器，其特征在于所有的波导段均为方波导。

3.根据权利要求1所述的覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器，其特征在于第二圆孔（11）穿过台阶（12），台阶（12）位于第一波导段（13）上。

4.根据权利要求1所述的覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器，其特征在于第一波导段（13），第二波导段（14），第三波导段（15），第四波导段（16），第五波导段（17），第六波导段（18），第七波导段（19），第八波导段（21）的宽度依次逐渐变窄；第八波导段（21），第九波导段（22），第一膜片（23），第十波导段（24），第二膜片（25），第十一波导段（26），第三膜片（27），第十二波导段（28），第四膜片（29），第十三波导段（30），第五膜片（31），第十四波导段（32），第六膜片（33），第十五波导段（34），第七膜片（35）的宽度相等。

5.根据权利要求1所述的覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器，其特征在于第一波导段（13），第二波导段（14），第三波导段（15），第四波导段（16），第五波导段（17），第六波导段（18），第七波导段（19）的高度依次增加；第七波导段（19）与第八波导段（21）的高度相等；第八波导段（21）的高度大于导段（22）的高度。

6.根据权利要求1所述的覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器，其特征在于第十波导段（24），第十一波导段（26），第十二波导段（28），第十三波导段（30），第十四波导段（32），第十五波导段（34）的长度小于滤波器中心频率处的半个波长。

7.根据权利要求1所述的覆盖Ka波段的宽带高抑制带通滤波器，其特征在于第一膜片（23），第二膜片（25），第三膜片（27），第四膜片（29），第五膜片（31），第六膜片（33），第七膜片（35）厚度相等，高度依次增加。