CN107579321B - 一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器，包括金属腔体，金属腔体内形成有呈线性排列依次相通的第一同轴谐振腔、第二同轴谐振腔、第三同轴谐振腔，金属腔体的两侧安装第一输入输出端口和第二输入输出端口，两两同轴谐振腔之间设有耦合谐振槽，第一同轴谐振腔内设有第一谐振金属柱和第一金属加载枝节，第二同轴谐振腔内设有第二谐振金属柱，第三同轴谐振腔内设有第三谐振金属柱和第二金属加载枝节，第一输入输出端口和第二输入输出端口为同轴馈电线，第一输入输出端口的内导体水平延伸至第一谐振金属柱上，第二输入输出端口的内导体水平延伸至第三谐振金属柱上。本发明能够实现很好的滤波特性和带外谐波抑制特性。

Description

一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器
技术领域
本发明涉及同轴腔体滤波器的技术领域，尤其是指一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器。
背景技术
今天，微波技术已经得到了迅猛的发展。其中，滤波器作为一个常用且实用的选频器件得到越来越多的关注。微波滤波器是现代通信系统的发射端和接收端必不可少的器件，它对信号起选频的作用，选择有用的信号通过，滤去无用的信号。谐振电路是实际设计电路过程中较为常见的一种电路，谐振电路通常能够分为集中参数电路和分布参数电路。微波谐振电路是在微波波段可以使用的一种电路。集中参数电路中的谐振点只能固定在某个特定的频率点上，与集中参数电路不同，微波谐振电路具有周期性的特点，除了存在一个基谐振频率外，在基频的整数倍频率点上也会产生谐振。这会导致产生一些影响整个微波系统的高次模式，给微波系统的设计带来麻烦。
早期，关于抑制寄生通带方面的研究一直处于缓慢的发展。但是最近的十五年由于微带滤波器的迅猛发展，关于微带滤波器的抑制寄生通带的技术也被很多微波工作者关注。相对于微带滤波器抑制寄生通带的技术的发展创新，腔体谐波抑制滤波器的研究发展就较显得缓慢一些。1964年，H.J.RIBLBT申请专利提出通过改变级联矩形空腔谐振器的宽度来抑制寄生通带，虽然H.J.RIBLBT没有给出很好的抑制效果图，但是他的想法给后续的研究人员很大启发。
同轴腔体滤波器具有插入耗损低，功率容量大，性能稳定，设计灵活等优点，其应用的领域也越来越广泛。尤其是在微波系统的接收前端，已经成为不可欠缺的微波无源器件。同轴腔体滤波器会在基频f0的三倍频率附近出现高次谐波，在不需要的频率处产生谐振，直接影响滤波器的选频和去燥性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种结构简单、设计灵活、体积小、宽阻带、易加工、带内性能好的枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器，能够达到很好的基频通带性能，在三倍频处有较好的谐波抑制效果。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器，包括有金属腔体，所述金属腔体内形成有呈线性排列依次相通的第一同轴谐振腔、第二同轴谐振腔、第三同轴谐振腔，所述金属腔体的两侧各安装有一个输入输出端口，分别为第一输入输出端口和第二输入输出端口；所述第一同轴谐振腔、第二同轴谐振腔之间设置有第一耦合谐振槽，所述第二同轴谐振腔、第三同轴谐振腔之间设置有第二耦合谐振槽，所述第一耦合谐振槽、第二耦合谐振槽位于金属腔体的底部，该第一耦合谐振槽、第二耦合谐振槽的槽口为短路端，槽底为开路端，槽底的深度影响同轴谐振腔之间的耦合系数；所述第一同轴谐振腔内设置有第一谐振金属柱和第一金属加载枝节，所述第一谐振金属柱竖直安装在第一同轴谐振腔的底部，该第一谐振金属柱的下端为短路端，上端为开路端，且该第一谐振金属柱与第一同轴谐振腔同轴，形成为同轴线的内导体和外导体，所述第一金属加载枝节水平安装在第一谐振金属柱上，并平行于第一同轴谐振腔的底部；所述第二同轴谐振腔内设置有第二谐振金属柱，所述第二谐振金属柱竖直安装在第二同轴谐振腔的底部，该第二谐振金属柱的下端为短路端，上端为开路端，且该第二谐振金属柱与第二同轴谐振腔同轴，形成为同轴线的内导体和外导体；所述第三同轴谐振腔内设置有第三谐振金属柱和第二金属加载枝节，所述第三谐振金属柱竖直安装在第三同轴谐振腔的底部，该第三谐振金属柱的下端为短路端，上端为开路端，且该第三谐振金属柱与第三同轴谐振腔同轴，形成为同轴线的内导体和外导体，所述第二金属加载枝节水平安装在第三谐振金属柱上，并平行于第三同轴谐振腔的底部；所述第一输入输出端口和第二输入输出端口均为同轴馈电线，该第一输入输出端口的内导体水平延伸至第一谐振金属柱上，该第二输入输出端口的内导体水平延伸至第三谐振金属柱上。
所述第一金属加载枝节和第二金属加载枝节为半径和长度相同的金属圆柱，该第一金属加载枝节和第二金属加载枝节的安装高度不同。
所述第一同轴谐振腔、第二同轴谐振腔、第三同轴谐振腔的基模谐振频率相同，高次模谐振频率错开。
所述第一谐振金属柱、第二谐振金属柱、第三谐振金属柱、第一金属加载枝节、第二金属加载枝节均为中空结构。
所述金属腔体为方形金属腔体。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、通过在谐振金属柱上加载金属枝节，加载金属枝节可以在保证基模谐振频率相同的情况下，改变高次谐波的谐振频率。不同的加载高度将产生不同的高次谐振频率，从而导致三个同轴谐振基模谐振频率相同，高次模谐振频率错开，从而对谐波有较好的抑制特性。
2、本发明有较好的通带内滤波特性，带外谐波抑制特性好。
3、本发明具有结构简单，设计容易，易加工的优点。
附图说明
图1为本发明的枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器的整体结构示意图。
图2为本发明的枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器的主视图。
图3为本发明的枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器的俯视图。
图4为枝节加载之前的同轴腔体滤波器的仿真结果图。
图5为枝节加载后的同轴腔体滤波器的仿真结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
参见图1至图3所示，本实施例所提供的枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器，包括有呈方形的金属腔体4，所述金属腔体4内形成有呈线性排列依次相通的第一同轴谐振腔、第二同轴谐振腔、第三同轴谐振腔，所述金属腔体4的两侧各安装有一个输入输出端口，分别为第一输入输出端口3和第二输入输出端口7；所述第一同轴谐振腔、第二同轴谐振腔之间设置有第一耦合谐振槽10，所述第二同轴谐振腔、第三同轴谐振腔之间设置有第二耦合谐振槽8，所述第一耦合谐振槽10、第二耦合谐振槽8位于金属腔体4的底部，该第一耦合谐振槽10、第二耦合谐振槽8的槽口为短路端，槽底为开路端，槽底的深度影响同轴谐振腔之间的耦合系数；所述第一同轴谐振腔内设置有第一谐振金属柱1和第一金属加载枝节2，所述第一谐振金属柱1竖直安装在第一同轴谐振腔的底部，该第一谐振金属柱1的下端为短路端，上端为开路端，且该第一谐振金属柱1与第一同轴谐振腔同轴，形成为同轴线的内导体和外导体，所述第一金属加载枝节2水平安装在第一谐振金属柱1上，并平行于第一同轴谐振腔的底部；所述第二同轴谐振腔内设置有第二谐振金属柱9，所述第二谐振金属柱9竖直安装在第二同轴谐振腔的底部，该第二谐振金属柱9的下端为短路端，上端为开路端，且该第二谐振金属柱9与第二同轴谐振腔同轴，形成为同轴线的内导体和外导体；所述第三同轴谐振腔内设置有第三谐振金属柱6和第二金属加载枝节5，所述第三谐振金属柱6竖直安装在第三同轴谐振腔的底部，该第三谐振金属柱6的下端为短路端，上端为开路端，且该第三谐振金属柱6与第三同轴谐振腔同轴，形成为同轴线的内导体和外导体，所述第二金属加载枝节5水平安装在第三谐振金属柱6上，并平行于第三同轴谐振腔的底部；所述第一输入输出端口3和第二输入输出端口7均为同轴馈电线，特性阻抗为50Ω，该第一输入输出端口3的内导体水平延伸于第一谐振金属柱1上，该第二输入输出端口7的内导体水平延伸于第三谐振金属柱6上。所述第一谐振金属柱1、第二谐振金属柱9、第三谐振金属柱6、第一金属加载枝节2、第二金属加载枝节5里面均掏空以减轻重量。所述第一加载枝节2和第二加载枝节5为半径和长度相同的金属圆柱，该第一金属加载枝节2和第二金属加载枝节5的安装高度不同，第一同轴谐振腔、第二同轴谐振腔、第三同轴谐振腔的基模谐振频率相同，高次模谐振频率错开。
参见图4所示，显示了在未加载枝节之前的滤波器的仿真结果，从图中可以看出，在基频f0的三倍频率f1出现高次谐波。f0＝0.9GHz,f1大约等于2.65GHz。
参见图5所示，显示了枝节加载后的滤波器的仿真结果，从图中可以看出，在通带内(f0＝0.9GHz)有良好的选择性，回波损耗在20dB以上，在三倍频率处显示了较好的抑制特性，抑制效果在20dB以上。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器，包括有金属腔体，其特征在于：所述金属腔体内形成有呈线性排列依次相通的第一同轴谐振腔、第二同轴谐振腔、第三同轴谐振腔，所述金属腔体的两侧各安装有一个输入输出端口，分别为第一输入输出端口和第二输入输出端口；所述第一同轴谐振腔、第二同轴谐振腔之间设置有第一耦合谐振槽，所述第二同轴谐振腔、第三同轴谐振腔之间设置有第二耦合谐振槽，所述第一耦合谐振槽、第二耦合谐振槽位于金属腔体的底部，该第一耦合谐振槽、第二耦合谐振槽的槽口为短路端，槽底为开路端，槽底的深度影响同轴谐振腔之间的耦合系数；所述第一同轴谐振腔内设置有第一谐振金属柱和第一金属加载枝节，所述第一谐振金属柱竖直安装在第一同轴谐振腔的底部，该第一谐振金属柱的下端为短路端，上端为开路端，且该第一谐振金属柱与第一同轴谐振腔同轴，形成为同轴线的内导体和外导体，所述第一金属加载枝节水平安装在第一谐振金属柱上，并平行于第一同轴谐振腔的底部；所述第二同轴谐振腔内设置有第二谐振金属柱，所述第二谐振金属柱竖直安装在第二同轴谐振腔的底部，该第二谐振金属柱的下端为短路端，上端为开路端，且该第二谐振金属柱与第二同轴谐振腔同轴，形成为同轴线的内导体和外导体；所述第三同轴谐振腔内设置有第三谐振金属柱和第二金属加载枝节，所述第三谐振金属柱竖直安装在第三同轴谐振腔的底部，该第三谐振金属柱的下端为短路端，上端为开路端，且该第三谐振金属柱与第三同轴谐振腔同轴，形成为同轴线的内导体和外导体，所述第二金属加载枝节水平安装在第三谐振金属柱上，并平行于第三同轴谐振腔的底部；所述第一输入输出端口和第二输入输出端口均为同轴馈电线，该第一输入输出端口的内导体水平延伸至第一谐振金属柱上，该第二输入输出端口的内导体水平延伸至第三谐振金属柱上；所述第一金属加载枝节和第二金属加载枝节为半径和长度相同的金属圆柱，该第一金属加载枝节和第二金属加载枝节的安装高度不同。
2.根据权利要求1所述的一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器，其特征在于：所述第一同轴谐振腔、第二同轴谐振腔、第三同轴谐振腔的基模谐振频率相同，高次模谐振频率错开。
3.根据权利要求1所述的一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器，其特征在于：所述第一谐振金属柱、第二谐振金属柱、第三谐振金属柱、第一金属加载枝节、第二金属加载枝节均为中空结构。
4.根据权利要求1所述的一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器，其特征在于：所述金属腔体为方形金属腔体。
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