CN106953147B - 一种用于腔体滤波器的新型低通结构 - Google Patents
一种用于腔体滤波器的新型低通结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于腔体滤波器的新型低通结构，包括位于两端的两个阻抗匹配部分以及位于两个阻抗匹配部分之间的依次交替连接的多级高阻传输线和多级低阻传输线，多级高阻传输线中，首级高阻传输线、末级高阻传输线分别与对应一端的所述阻抗匹配部分连接，还包括分别套设到首级高阻传输线、末级高阻传输线的首级低阻传输线和末级低阻传输线，首级低阻传输线、末级低阻传输线分别与对应一端的阻抗匹配部分连接且分别设有环形通槽以供套设到首级高阻传输线、末级高阻传输线；首级低阻传输线与首级高阻传输线不接触，末级低阻传输线与末级高阻传输线不接触。本发明可显著提高靠近波形通带范围外的频率抑制效果，减少了低通的级数。
Description
【技术领域】
本发明涉及射频通信技术领域，具体的是涉及一种用于腔体滤波器的新型低通结构。
【背景技术】
随着通信技术的不断进步和发展，滤波器作为微波射频领域的关键器件，人们对其性能指标要求越来越严格的同时，也对其外观也提出了越来越严苛的要求，要求其重量越来越轻，体积越来越来小。所以如何将滤波器轻量化、小型化成为了所有设计人员需要思考的新问题。
在滤波器行业，传统的低通结构形式为：如图1所示，两端为匹配50欧姆阻抗的传输线，中间为高阻和低阻部分，其中高阻线部分采用直径较细的铜线，以空气和聚乙烯做为介质；而低阻线部分采用直径较大的铜线，以聚乙烯做为介质，设计完成之后低通整体呈“葫芦串”型结构。这种低通结构简单，设计方法也较为成熟，但是设计完成之后低通的级数较多，造成低通的整体尺寸偏大；而且这种低通远端抑制指标较好，但是接近滤波器通带范围的抑制指标较差。
因此，亟需对传统的低通结构进行改进，得到一种结构更加紧凑、通带外的抑制曲线更加陡峭的低通来解决上述传统滤波器低通的缺陷。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种用于腔体滤波器的新型低通结构。
本发明提供的一种用于腔体滤波器的新型低通结构，包括位于两端的两个阻抗匹配部分以及位于两个阻抗匹配部分之间的依次交替连接的多级高阻传输线和多级低阻传输线，所述多级高阻传输线中，首级高阻传输线、末级高阻传输线分别与对应一端的所述阻抗匹配部分连接，还包括分别套设到所述首级高阻传输线、末级高阻传输线的首级低阻传输线和末级低阻传输线，所述首级低阻传输线、末级低阻传输线分别与对应一端的所述阻抗匹配部分连接且分别设有环形通槽以供套设到首级高阻传输线、末级高阻传输线；所述首级低阻传输线与所述首级高阻传输线不接触，所述末级低阻传输线与所述末级高阻传输线不接触。
进一步地，所述阻抗匹配部分包括阻抗匹配传输线以及形成在阻抗匹配传输线一端的L型细线，所述首级高阻传输线、末级高阻传输线、首级低阻传输线、末级低阻传输线分别与对应一端的所述L型细线连接。
进一步地，所述L型细线包括竖直部以及形成在竖直部顶端的水平部，所述竖直部形成在所述阻抗匹配传输线的一端，所述首级高阻传输线、末级高阻传输线分别与对应一端的所述竖直部连接，所述首级低阻传输线、末级低阻传输线分别与对应一端的所述水平部连接。
进一步地，所述首级低阻传输线的顶面、末级低阻传输线的顶面分别与对应一端的所述水平部的顶面平齐。
进一步地，所述首级低阻传输线的环形通槽的中心与对应一端的所述竖直部的中心位于同一条水平线上且环形通槽的直径与竖直部的高度相等，所述末级低阻传输线的环形通槽的中心与对应一端的所述竖直部的中心位于同一条水平线上且环形通槽的直径与竖直部的高度相等。
进一步地，所述L型细线的厚度不低于1.5毫米且不大于所述阻抗匹配传输线的外径。
进一步地，所述首级低阻传输线的环形通槽的中心位于所述首级高阻传输线的轴线上，所述末级低阻传输线的环形通槽的中心位于所述末级高阻传输线的轴线上。
进一步地，所述首级低阻传输线、末级低阻传输线分别与对应一端的所述L型细线、阻抗匹配传输线为一体成型。
进一步地，所述首级低阻传输线、末级低阻传输线分别与对应一端的所述L型细线、阻抗匹配传输线为分体成型。
进一步地，所述首级低阻传输线和末级低阻传输线为相同的结构。
实施本发明，在频率抑制范围相同时，可显著提高靠近波形通带范围外的频率抑制效果，减少了低通的级数，相对现有技术低通极数可减少到1/4-1/3，因而可将低通设计的更小，有利于实现了滤波器的轻量化、小型化设计。
【附图说明】
图1为现有技术的低通结构的示意图；
图2为本发明提供的一种用于腔体滤波器的新型低通结构的示意图；
图3是图1所示低通结构的频率抑制曲线示意图；
图4是图2所示低通结构的频率抑制曲线示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图2，本发明提供的一种新型低通结构，主要应用于腔体滤波器中。该新型低通结构包括位于两端的两个阻抗匹配部分10以及位于两个阻抗匹配部分10之间的依次交替连接的多级高阻传输线和多级低阻传输线。高阻传输线采用直径较小的铜线，低阻传输线采用直径较大的铜线。低阻传输线为方形结构。本实施例中，阻抗匹配部分10用于匹配50欧姆阻抗。高阻传输线包括首级高阻传输线31、第一级高阻传输线32、第二级高阻传输线33和末级高阻传输线34。首级高阻传输线31、第一级高阻传输线32、第二级高阻传输线33和末级高阻传输线34为相同的结构。低阻传输线包括第一级低阻传输线52、第二级低阻传输线53和第三级低阻传输线54。第一级低阻传输线52和第三级低阻传输线54为相同的结构。第二级低阻传输线53的尺寸大于第一级低阻传输线52、第三级低阻传输线54的尺寸。
该新型低通结构还包括分别套设到首级高阻传输线31、末级高阻传输线34的首级低阻传输线51和末级低阻传输线55。首级低阻传输线51、末级低阻传输线55分别与对应一端的阻抗匹配部分10连接且分别设有环形通槽511、551以供套设到首级高阻传输线31、末级高阻传输线34。首级低阻传输线51与首级高阻传输线31不接触，末级低阻传输线55与末级高阻传输线34不接触。首级低阻传输线51、末级低阻传输线55设置的环形通槽511、551，可改变对应一端低阻的匹配阻抗，可显著提高靠近波形通带范围外的频率抑制效果，减少了低通的级数，相对现有技术低通极数可减少到1/4-1/3，从而有利于实现滤波器的轻量化和小型化设计。
本实施例中，首级低阻传输线51和末级低阻传输线55为相同的结构，便于制造。首级低阻传输线51的环形通槽511的中心位于首级高阻传输线31的轴线上，末级低阻传输线55的环形通槽551的中心位于末级高阻传输线34的轴线上，进一步提高靠近波形通带范围外的频率抑制效果。
进一步的，阻抗匹配部分10包括阻抗匹配传输线11以及形成在阻抗匹配传输线11一端的L型细线12。阻抗匹配传输线11和L型细线12都由铜线制成。阻抗匹配传输线11为圆柱形结构。首级高阻传输线31、末级高阻传输线34、首级低阻传输线51、末级低阻传输线55分别与对应一端的L型细线12连接。L型细线12的厚度不低于1.5毫米且不大于阻抗匹配传输线10的外径，一方面可以保证连接首级低阻传输线51、末级低阻传输线55的刚度，另一方面可以保证不影响低通的滤波指标。
具体的，L型细线12包括竖直部121以及形成在竖直部121顶端的水平部122。竖直部121和水平部122为一体成型。竖直部121形成在阻抗匹配传输线10的一端。首级高阻传输线31、末级高阻传输线34分别与对应一端的竖直部121连接。首级低阻传输线51、末级低阻传输线55分别与对应一端的水平部122连接。首级低阻传输线51的顶面、末级低阻传输线55的顶面分别与对应一端的水平部122的顶面平齐。首级低阻传输线51的环形通槽511的中心与对应一端的竖直部121的中心位于同一条水平线上且环形通槽511的直径与竖直部121的高度相等，末级低阻传输线55的环形通槽551的中心与对应一端的竖直部121的中心位于同一条水平线上且环形通槽551的直径与竖直部121的高度相等。结构紧凑，保证了频率抑制的效果。
首级低阻传输线51、末级低阻传输线55分别与对应一端的L型细线12、阻抗匹配传输线11为一体成型，便于制造。可以理解的，首级低阻传输线51、末级低阻传输线55分别与对应一端的L型细线12、阻抗匹配传输线11也可以为分体成型。
图3是图1所示低通结构的频率抑制曲线示意图，图4是图2所示低通结构的频率抑制曲线示意图。在频率抑制范围相同的条件下，从图3的仿真结果显示可以看出，在通带范围外m5点处的2.5GHz频率处的抑制仅为37.3db，而从图4的仿真结果显示可以看出，在通带范围外m4点处的2.5GHz频率处的抑制就达到了63.8db，相对图3，在该点处的频率抑制提高了71％，抑制效果显著，且m3点到m4点的曲线更加陡峭，频率的抑制效果更好。由此可知，在频率抑制范围相同时，采用本发明的结构对频率抑制效果更为明显，效果更好，并可有效减少低通的级数，从而可将低通设计的更小，有利于实现滤波器的轻量化、小型化设计。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于腔体滤波器的新型低通结构，包括位于两端的两个阻抗匹配部分以及位于两个阻抗匹配部分之间的依次交替连接的多级高阻传输线和多级低阻传输线，所述多级高阻传输线中，首级高阻传输线、末级高阻传输线分别与对应一端的所述阻抗匹配部分连接，其特征在于：还包括分别套设到所述首级高阻传输线、末级高阻传输线的首级低阻传输线和末级低阻传输线，所述首级低阻传输线、末级低阻传输线分别与对应一端的所述阻抗匹配部分连接且分别设有环形通槽以供套设到首级高阻传输线、末级高阻传输线；所述首级低阻传输线与所述首级高阻传输线不接触，所述末级低阻传输线与所述末级高阻传输线不接触；所述阻抗匹配部分包括阻抗匹配传输线以及形成在阻抗匹配传输线一端的L型细线，所述L型细线包括竖直部以及形成在竖直部顶端的水平部，所述竖直部形成在所述阻抗匹配传输线的一端，所述首级高阻传输线、末级高阻传输线分别与对应一端的所述竖直部连接，所述首级低阻传输线、末级低阻传输线分别与对应一端的所述水平部连接；所述首级低阻传输线的环形通槽的中心位于所述首级高阻传输线的轴线上，所述末级低阻传输线的环形通槽的中心位于所述末级高阻传输线的轴线上。
2.根据权利要求1所述的用于腔体滤波器的新型低通结构，其特征在于：所述首级低阻传输线的顶面、末级低阻传输线的顶面分别与对应一端的所述水平部的顶面平齐。
3.根据权利要求1所述的用于腔体滤波器的新型低通结构，其特征在于：所述首级低阻传输线的环形通槽的中心与对应一端的所述竖直部的中心位于同一条水平线上且环形通槽的直径与竖直部的高度相等，所述末级低阻传输线的环形通槽的中心与对应一端的所述竖直部的中心位于同一条水平线上且环形通槽的直径与竖直部的高度相等。
4.根据权利要求1所述的用于腔体滤波器的新型低通结构，其特征在于：所述L型细线的厚度不低于1.5毫米且不大于所述阻抗匹配传输线的外径。
5.根据权利要求1所述的用于腔体滤波器的新型低通结构，其特征在于：所述首级低阻传输线、末级低阻传输线分别与对应一端的所述L型细线、阻抗匹配传输线为一体成型。
6.根据权利要求1所述的用于腔体滤波器的新型低通结构，其特征在于：所述首级低阻传输线、末级低阻传输线分别与对应一端的所述L型细线、阻抗匹配传输线为分体成型。
7.根据权利要求1所述的用于腔体滤波器的新型低通结构，其特征在于：所述首级低阻传输线和末级低阻传输线为相同的结构。
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