CN105742772A - 一种矩形单脊波导结构低通滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩形单脊波导结构低通滤波器，包括：脊波导管、台阶式阻抗变换块和脊波导谐振柱式结构，所述低通滤波器设置有标准波导管（a，b）的输入和输出端，所述脊波导谐振柱式结构为脊波导管(a1，b1)，所述标准波导管（a，b）传输至脊波导管(a1,b1)中间加台阶阻抗变换，且脊波导管与标准波导管的尺寸为a1＜a且b1＜b。其利用单脊波导结构降低了波导低通结构的复杂性，使设计更简便，结构尺寸小型化。单个的脊波导台柱极大的减低了加工的难度以及加工成本。克服了传统波导低通滤波器难加工、性能差，不易批量生产等问题，且生产免调试，用于高精度、高抑制性能要求波导低通滤波器设计。

Description

一种矩形单脊波导结构低通滤波器

技术领域

本发明属于无线通信元器件领域，具体涉及一种新型易加工的矩形单脊波导结构低通滤波器。

背景技术

目前，在现有的卫星通信系统以及点对点通信中的波导滤波器应用已非常广泛。矩形波导带通滤波器本身的模式导致的远端信号抑制差，远端信号对其他设备的干扰严重影响到其他频段的使用，因此对远端抑制的器件—低通滤波器就成了整机设备中的必须安装的设备。对简单易于加工而高性能的低通滤波器设计就成为业内关注的关键点。

在矩形波导低通滤波器在结构的设计方法上主要有：1、阶跃阻抗低通滤波器(高低阻抗形成电容、电感)。2、双脊波导滤波器。此两种结构上有在加工上有一定的缺陷，且阶跃式阻抗低通滤波器远端抑制的性能不够，而双脊波导低通滤波器和阶跃式阻抗低通滤波器在加工方面需要腔体和盖板两面加工且结构较复杂。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种避免上述两种方法的性能和加工上的不足的新型易加工的矩形单脊波导结构低通滤波器。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种矩形单脊波导结构低通滤波器，包括：脊波导管、台阶式阻抗变换块和脊波导谐振柱式结构，所述低通滤波器设置有标准波导管(a，b)的输入和输出端，所述脊波导谐振柱式结构为脊波导管(a1，b1)，所述标准波导管(a,b)传输至脊波导管(a1,b1)中间加台阶阻抗变换，且脊波导管与标准波导管的尺寸为a1＜a且b1＜b。

作为上述技术方案的进一步优化，所述脊波导管为单脊波导管。

作为上述技术方案的进一步优化，所述标准波导管的a和b的长度为：b＜1/2a。

作为上述技术方案的进一步优化，所述脊波导谐振柱式结构采用1个单脊波导谐振柱作为1阶，整个脊波导的谐振柱式结构数量为大于或等于2节，且每节谐振柱之间平行。

本发明的结构技术方案和设计步骤为：

1.选择输入、输出端口为标准波导管a和b；

2.选择单脊波导管的a1小于标准波导管a，同时b1亦小于标准波导管b。a1和b1的选择用消失模。

3.选择单脊波导管的谐振柱的阶数，阶数越高带外抑制的陡峭度越好。

4.在标准波导管a和b与单脊波导管a1和b1做台阶式阻抗匹配。

5.将选择的标准波导管a和b与脊波导管a1和b1与台阶的尺寸在计算机软件建立模型并做调试、优化仿真直到满意的性能。

本发明一种矩形单脊波导结构低通滤波器与已有技术相比，具有以下优点：

1.性能上优于阶跃式阻抗低通滤波器和双脊波导低通滤波器，通带范围宽，抑制度好。

2.使用单面机械加工，在相同性能上的矩形波导滤波器加工量仅不到阶跃式阻抗低通滤波器和双脊波导低通滤波器的一半，降低了加工成本。

3.体积小，体积上远小于双脊波导低通滤波器为设计上提供了小尺寸、高性能的技术方案。同时也大幅降低了成本。

4.由于体积小，仅使用单脊波导在设计上提高了设计速度和设计精度

5.使用本发明设计的单脊波导低通滤波器可免调试。

附图说明

图1为本发明一种矩形单脊波导结构低通滤波器的俯视结构示意图；

图2为本发明一种矩形单脊波导结构低通滤波器的剖面结构示意图；

图3为本发明23G矩形单脊波导结构低通HFSS仿真示意图；

图4为本发明13G矩形单脊波导结构低通mWAVE仿真示意图。

图中：1、脊波导谐振柱式结构；2、台阶式阻抗变换块。

具体实施方式

下面根据附图进一步说明本发明的具体实施例：

如图1-4所示，一种矩形单脊波导结构低通滤波器，包括：脊波导管、台阶式阻抗变换块2和脊波导谐振柱式结构1，所述低通滤波器设置有标准波导管(a，b)的输入和输出端，所述脊波导谐振柱式结构1为脊波导管(a1，b1)，所述标准波导管(a,b)传输至脊波导管(a1,b1)中间加台阶阻抗变换，且脊波导管与标准波导管的尺寸为a1＜a且b1＜b。

所述脊波导管为单脊波导管。

所述标准波导管的a和b的长度为：b＜1/2a。

所述脊波导谐振柱式结构1采用1个单脊波导谐振柱作为1阶，整个脊波导的谐振柱式结构数量为大于或等于2节，且每节谐振柱之间平行。

本发明的结构技术方案和设计步骤为：

1.选择输入、输出端口为标准波导管a和b；

2.选择单脊波导管的a1小于标准波导管a，同时b1亦小于标准波导管b。a1和b1的选择用消失模。

3.选择单脊波导管的谐振柱的阶数，阶数越高带外抑制的陡峭度越好。

4.在标准波导管a和b与单脊波导管a1和b1做台阶式阻抗匹配。

将选择的标准波导管a和b与脊波导管a1和b1与台阶的尺寸在计算机软件建立模型并做调试、优化仿真直到满意的性能。

本发明在具体实施时的步骤概要为：

1、这种新型易加工的矩形脊波导结构低通滤波器的输入输出结构为采用标准波导型号的a和b(b为＜1/2a)；

2、输入标准波导管a和b通过台阶式阻抗匹配变换至脊波导管a1和b1，其中a1小于或等于1/2标准a，b1＜标准b。通过脊波导管低通再台阶式阻抗变换至标准波导管输出。(输入标准波导口a，b台阶阻抗变换单脊波导低通a1，b1输出标准波导口a，b)

3、脊波导谐振柱采用1个单脊波导谐振柱作为1阶，整个脊波导管的谐振柱数量为大于或等于2节，且每节台柱之间平行。

4、在得出初步尺寸，将尺寸在计算机的EDA软件里建立矩形脊波导结构低通滤波器模型并通过调试和优化得出所需要的频率响应曲线。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (5)

1.一种矩形单脊波导结构低通滤波器，包括：脊波导管、台阶式阻抗变换块和脊波导谐振柱式结构，其特征在于，所述低通滤波器设置有标准波导管（a，b）的输入和输出端，所述脊波导谐振柱式结构为脊波导管(a1，b1)，所述标准波导管（a,b）传输至脊波导管(a1,b1)中间加台阶阻抗变换，且脊波导管与标准波导管的尺寸为a1＜a且b1＜b。

2.根据权利要求1所述的一种矩形单脊波导结构低通滤波器，其特征在于：所述脊波导管为单脊波导管。

3.根据权利要求1所述的一种矩形单脊波导结构低通滤波器，其特征在于：所述标准波导管的a和b的长度为：b＜1/2a。

4.根据权利要求1所述的一种矩形单脊波导结构低通滤波器，其特征在于：所述脊波导谐振柱式结构采用1个单脊波导谐振柱作为1阶，整个脊波导的谐振柱式结构数量为大于或等于2节。

5.根据权利要求4所述的一种矩形单脊波导结构低通滤波器，其特征在于：每节谐振柱之间相互平行。