CN106785265A - 一种具有90度弯角的微波滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有90度弯角的微波滤波器，其中，包括两个形状相同的滤波组件，所述的滤波组件由两片平衡设置的介质片形成的滤波腔，在两片介质片的相对面沿微波传送方向依次对称设有槽线导波面、过渡面和滤波凹槽面，所述的滤波凹槽面为在介质片相对面垂直微波传送方向设置的多个滤波凹槽，所述滤波凹槽的槽面为矩形，所述的过渡面为在介质片相对面垂直微波传送方向设置的多个过渡凹槽，所述过渡凹槽的槽面为梯形；两个所述滤波组件的滤波凹槽面端连通并呈90°弯角。本发明的一种具有90度弯角的微波滤波器具有抗电磁干扰能力好、集成电路布线灵活多变的特点。

Description

一种具有90度弯角的微波滤波器
技术领域
本发明涉及一种人工表面等离激元型微波滤波器，更具体地说，尤其涉及一种具有90度弯角的微波滤波器。
背景技术
当今社会乃大数据时代，随着信息的需求量呈爆炸式的增长，移动通讯领域要求能制造出集成度更高的微波器件，然而随着高频电路集成度的不断提高，电磁噪声严重干扰了微波器件工作的稳定性。因此，现有的微波器件已不能适应当今大规模微波集成电路的发展，基于这样的技术背景亟待发明一些具有更强的抗电磁干扰能力的人工表面等离激元型微波滤波器，从而更好地满足下一代微波通信的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有90度弯角的微波滤波器，该微波滤波器具有抗电磁干扰能力好、集成电路布线灵活多变的特点。
本发明采用的技术方案如下：
一种具有90度弯角的微波滤波器，其中，包括两个形状相同的滤波组件，所述的滤波组件由两片平衡设置的介质片形成的滤波腔，在两片介质片的相对面沿微波传送方向依次对称设有槽线导波面、过渡面和滤波凹槽面，所述的滤波凹槽面为在介质片相对面垂直微波传送方向设置的多个滤波凹槽，所述滤波凹槽的槽面为矩形，所述的过渡面为在介质片相对面垂直微波传送方向设置的多个过渡凹槽，所述过渡凹槽的槽面为梯形；两个所述滤波组件的滤波凹槽面端连通并呈90°弯角。
进一步的，所述过渡凹槽的槽底斜线方程为：
y＝a+bx
其中a为直线截距，取值为0.1～5mm，b为直线斜率，取值为0.1～3mm。
进一步的，多个所述的滤波凹槽均匀设置，所述滤波凹槽的矩形宽度为2～6mm，所述滤波凹槽的矩形高度为2～6mm，相邻两个滤波凹槽间的距离为1～5mm。
进一步的，多个所述的过渡凹槽均匀设置，所述过渡凹槽的槽口宽度等于滤波凹槽的矩形宽度，相邻两个过渡凹槽间的距离、相邻的过渡凹槽与滤波凹槽间的距离以及相邻两个滤波凹槽间的距离相同。
进一步的，所述滤波凹槽面沿微波传送方向的长度为74～94mm，所述滤波凹槽面垂直微波传送方向的宽度为8～12mm，所述过渡面沿微波传送方向的长度为20～40mm，所述槽线导波面沿微波传送方向的长度为6～10mm。
进一步的，所述介质片垂直微波传送方向的长度为90～110mm，所述介质片的厚度为0.3～0.7mm。
进一步的，在所述的滤波组件中，两片所述介质片上的滤波凹槽和过渡凹槽(7)均镜像对称。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明的一种具有90度弯角的微波滤波器，其中，包括两个形状相同的滤波组件，所述的滤波组件由两片平衡设置的介质片形成的滤波腔，在两片介质片的相对面沿微波传送方向依次对称设有槽线导波面、过渡面和滤波凹槽面，所述的滤波凹槽面为在介质片相对面垂直微波传送方向设置的多个滤波凹槽，所述滤波凹槽的槽面为矩形，所述的过渡面为在介质片相对面垂直微波传送方向设置的多个过渡凹槽，所述过渡凹槽的槽面为梯形；两个所述滤波组件的滤波凹槽面端连通并呈90°弯角。利用槽线导波面实现微波信号的输入或输出，由过渡面将微波传送至滤波凹槽面，在滤波凹槽面中采用了新型的周期性、镜像对称的90度弯角和矩形滤波凹槽结构，提高了微波波段亚波长的束缚效应，使得滤波器的抗电磁干扰能力更为优异。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明具体实施例的S参数特性曲线图；
图3是本发明具体实施例的法线方向电场分布图；
图4为本发明具体实施例的带外传输零点的调控示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
参照图1所示，本发明的一种具有90度弯角的微波滤波器，其中，包括两个形状相同的滤波组件，所述的滤波组件由两片平衡设置的介质片2形成的滤波腔，在两片介质片2的相对面沿微波传送方向依次对称设有槽线导波面3、过渡面4和滤波凹槽面5，所述的滤波凹槽面5为在介质片2相对面垂直微波传送方向设置的多个滤波凹槽6，所述滤波凹槽6的槽面为矩形，所述的过渡面4为在介质片2相对面垂直微波传送方向设置的多个过渡凹槽7，所述过渡凹槽7的槽面为梯形；两个所述滤波组件的滤波凹槽面5端连通并呈90°弯角。利用槽线导波面3实现微波信号的输入或输出，由过渡面2将微波传送至滤波凹槽面5，在滤波凹槽面5中采用了新型的周期性、镜像对称的90度弯角和矩形滤波凹槽6结构，提高了微波波段亚波长的束缚效应，使得滤波器的抗电磁干扰能力更为优异。因此，本发明的一种具有90度弯角的微波滤波器可应用于L～S波段的民用微波通讯系统中，具有一定的工程实用价值。本发明的微波滤波器根据客户需求预先计数出滤波凹槽6的几何尺寸，然后选择具有适合尺寸的滤波凹槽6的微波滤波器使用。
本发明的微波滤波器中通过调节矩形滤波凹槽6及其滤波凹槽6间缝隙的几何尺寸可以调控滤波器的通带范围和阻带抑制特性。而且，滤波器的90度弯角结构能使集成电路的布线更加灵活多变，在优化滤波器的电气特性的同时保证了电路的高集成度。
所述过渡凹槽7的槽底斜线方程为：
y＝a+bx
其中a为直线截距，取值为0.1～5mm，b为直线斜率，取值为0.1～3mm。过渡凹槽7采用渐变阻抗技术，其凹槽底部为倾斜直线逐步放大结构，可防止电磁阻抗突变并实现和滤波凹槽面5的良好衔接。
多个所述的滤波凹槽6均匀设置，所述滤波凹槽6的矩形宽度为2～6mm，所述滤波凹槽6的矩形高度为2～6mm，相邻两个滤波凹槽6间的距离为1～5mm，通过设置滤波凹槽6能使传输线产生高频截止频率，并紧密的束缚电磁场，防止电磁干扰。
多个所述的过渡凹槽7均匀设置，所述过渡凹槽7的槽口宽度等于滤波凹槽6的矩形宽度，相邻两个过渡凹槽7间的距离、相邻的过渡凹槽7与滤波凹槽6间的距离以及相邻两个滤波凹槽6间的距离相同。
所述滤波凹槽面5沿微波传送方向的长度为74～94mm，所述滤波凹槽面5垂直微波传送方向的宽度为8～12mm，所述过渡面4沿微波传送方向的长度为20～40mm，所述槽线导波面3沿微波传送方向的长度为6～10mm，利用过渡面4能实现电磁阻抗和电磁模式的良好匹配。
所述介质片2垂直微波传送方向的长度为90～110mm，所述介质片2的厚度为0.3～0.7mm。
在所述的滤波组件中，两片所述介质片2上的滤波凹槽6和过渡凹槽7均镜像对称，使传输线产生高频截止频率效果更好。
实施例
本实施例的微波滤波器的结构与实施方式的相同，所述的介质片1采用介电常数为2.65的基片，本发明的一种具有90度弯角的微波滤波器各部分的物理尺寸数据如表一所示：
表一 微波滤波器各部分物理尺寸(单位：mm)
物理尺寸数据如表一所示的微波滤波器的滤波特性曲线经时域有限差分计算如图2所示，滤波器中心频率为2.21GHz，该处插入损耗为2.0dB，滤波器通带内反射小于9.4dB，纹波抖动1.4dB。物理尺寸数据如表一所示的微波滤波器工作于3.5GHz时得到的法线方向电场分布图如图3所示，根据图3可得，其微波电场主要束缚于矩形的滤波凹槽面5垂直微波传送方向的宽度的缝隙周围，泄露很少，有效地提升了该滤波器的抗电磁干扰能力。物理尺寸数据如表一所示的微波滤波器带外传输零点由矩形滤波凹槽6间缝隙尺寸调控的调控示意图如图4所示，根据图4可得，滤波器带外传输零点的位置，或者说滤波器的带外抑制特性，可由滤波凹槽6间缝隙的宽度加以调控。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有90度弯角的微波滤波器，其特征在于，包括两个形状相同的滤波组件，所述的滤波组件由两片平衡设置的介质片(2)形成的滤波腔，在两片介质片(2)的相对面沿微波传送方向依次对称设有槽线导波面(3)、过渡面(4)和滤波凹槽面(5)，所述的滤波凹槽面(5)为在介质片(2)相对面垂直微波传送方向设置的多个滤波凹槽(6)，所述滤波凹槽(6)的槽面为矩形，所述的过渡面(4)为在介质片(2)相对面垂直微波传送方向设置的多个过渡凹槽(7)，所述过渡凹槽(7)的槽面为梯形；两个所述滤波组件的滤波凹槽面(5)端连通并呈90°弯角。
2.根据权利要求1所述的一种具有90度弯角的微波滤波器，其特征在于，所述过渡凹槽(7)的槽底斜线方程为：
y＝a+bx
其中a为直线截距，取值为0.1～5mm，b为直线斜率，取值为0.1～3mm。
3.根据权利要求1所述的一种具有90度弯角的微波滤波器，其特征在于，多个所述的滤波凹槽(6)均匀设置，所述滤波凹槽(6)的矩形宽度为2～6mm，所述滤波凹槽(6)的矩形高度为2～6mm，相邻两个滤波凹槽(6)间的距离为1～5mm。
4.根据权利要求2所述的一种具有90度弯角的微波滤波器，其特征在于，多个所述的过渡凹槽(7)均匀设置，所述过渡凹槽(7)的槽口宽度等于滤波凹槽(6)的矩形宽度，相邻两个过渡凹槽(7)间的距离、相邻的过渡凹槽(7)与滤波凹槽(6)间的距离以及相邻两个滤波凹槽(6)间的距离相同。
5.根据权利要求1所述的一种具有90度弯角的微波滤波器，其特征在于，所述滤波凹槽面(5)沿微波传送方向的长度为74～94mm，所述滤波凹槽面(5)垂直微波传送方向的宽度为8～12mm，所述过渡面(4)沿微波传送方向的长度为20～40mm，所述槽线导波面(3)沿微波传送方向的长度为6～10mm。
6.根据权利要求1所述的一种具有90度弯角的微波滤波器，其特征在于，所述介质片(2)垂直微波传送方向的长度为90～110mm，所述介质片(2)的厚度为0.3～0.7mm。
7.根据权利要求1所述的一种具有90度弯角的微波滤波器，其特征在于，在所述的滤波组件中，两片所述介质片(2)上的滤波凹槽(6)和过渡凹槽(7)均镜像对称。
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