CN107749508B - 单脊波导低通滤波器、波导双工器 - Google Patents

单脊波导低通滤波器、波导双工器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单脊波导低通滤波器，包括一条沿宽边垂直折弯形成水平段波导管和垂直段波导管的矩形波导管；所述水平段波导管的腔体内沿外侧宽边中线设置有第一脊型部；所述垂直段波导管开口端一侧的腔体内沿外侧宽边中线设置有第二脊型部，在所述第二脊型部朝向第一脊型部的延长线上设置有一组柱状谐振体。本发明还公开了一种波导双工器。相比现有技术，本发明低通滤波器的输入输出均为单脊波导且集成有一个单脊波导的90度转弯，可同时实现对远端谐波的抑制和微波信号90度的转弯传输。将其应用于波导双工器中，可有效降低设计难度，减小产品体积，降低产品的成本。

Description

单脊波导低通滤波器、波导双工器
技术领域
本发明涉及一种低通滤波器，尤其涉及一种单脊波导低通滤波器。
背景技术
与传统的矩形波导相比，脊波导所具有的尺寸小重量轻，单模带宽宽，主模截止波长长等特点使得脊波导在微波工程中有着广泛的应用。特别是在一些频率较低的微波通讯系统中，采用脊波导的形式相比于普通的矩形波导，可以有效的减小系统的体积和重量。
在点对点通信领域中，6/7/8GHz是三个常用的频率。包括爱立信、Dragonwave等多家知名的微波通讯公司都要求这三个频率的波导双工器接收和发射端口采用单脊波导的形式。且这三个频段的波导双工器都有较高的远端谐波抑制要求。而普通的双工器本身并不能抑制远端的谐波，因此双工器设计中必须集成有可以抑制远端谐波的低通滤波器结构。目前常用的脊波导低通滤波器，其输入输出都是标准矩形波导，因此如果直接采用，必然还需要增加一级标准矩形波导到脊波导的转化结构，采用常规的方案实现客户要求的单脊波导的端口要求。势必会增大双工器的体积尺寸，成本也会增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种单脊波导低通滤波器，其输入输出均为单脊波导且集成有一个单脊波导的90度转弯，可同时实现对远端谐波的抑制和微波信号90度的转弯传输。将其应用于波导双工器中，可有效降低设计难度，减小产品体积，降低产品的成本。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种单脊波导低通滤波器，包括一条沿宽边垂直折弯形成水平段波导管和垂直段波导管的矩形波导管；所述水平段波导管的腔体内沿外侧宽边中线设置有第一脊型部；所述垂直段波导管开口端一侧的腔体内沿外侧宽边中线设置有第二脊型部，在所述第二脊型部朝向第一脊型部的延长线上设置有一组柱状谐振体。
优选地，第一脊型部与相邻的柱状谐振体之间，以及第二脊型部与相邻的柱状谐振体之间均通过一个用于增强耦合的台阶部连接。
将上述单脊波导低通滤波器应用于波导双工器中，可得到以下技术方案：
一种波导双工器，其至少一个端口为以上任一技术方案所述单脊波导低通滤波器。
相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：
本发明低通滤波器的输入输出均为单脊波导且集成有一个单脊波导的90度转弯，可同时实现对远端谐波的抑制和微波信号90度的转弯传输。将其应用于波导双工器中，可有效降低设计难度，减小产品体积，降低产品的成本。
附图说明
图1、图2为本发明单脊波导低通滤波器一个具体实施例的三维立体结构示意图；
图3为本发明单脊波导低通滤波器一个具体实施例的三维可视线条图；
图4为本发明单脊波导低通滤波器的一个三阶滤波器实例的内部结构设计尺寸；
图5为图4所示三阶滤波器的频率响应图。
图中附图标记含义如下：
1、垂直段波导管，2、水平段波导管，3～5、柱状谐振体，6、台阶部，7、台阶部，8、脊型部，9脊型部。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
图1、图2显示了本发明单脊波导低通滤波器一个具体实施例的三维立体结构，图3为该实施例的三维可视线条图。如图1～3所示，本发明单脊波导低通滤波器包括一条沿宽边垂直折弯形成水平段波导管2和垂直段波导管1（需要注意的是，此处的水平和垂直为相对概念，仅为区别两段波导管，因此反之亦可）的矩形波导管；所述水平段波导管2的腔体内沿外侧宽边中线设置有脊型部9，因此水平段波导管2实际上是一条单脊波导；如图1～3所示，垂直段波导管1开口端一侧的腔体内沿外侧宽边中线设置有脊型部8，因此带有脊型部8的这一段垂直段波导管实际上也是一条单脊波导，在脊型部8朝向脊型部9的延长线上设置有一组柱状谐振体3～5。
带有柱状谐振体3～5的波导腔体构成了低通滤波器，两端的两段单脊波导则作为该低通滤波器的输入输出端口。两段单脊波导分别与两者之间的滤波器耦合，实现脊波导90度转弯，不需要像传统的波导转弯那样，需要在转弯处增加匹配的台阶。柱状谐振体为滤波器的谐振器，谐振器和谐振器之间的耦合强弱通过控制谐振器之间的距离或者谐振器之间的连接台阶的高低实现。对于耦合较弱的两个谐振器之间，可通过控制两个谐振器之间的距离控制耦合，距离小耦合强，距离大耦合弱。对于两端的谐振器与脊型部之间的所需的耦合最强，因此本发明在两者之间设置一个用于增强耦合的台阶部，即连接脊型部8和相邻的柱状谐振体3的台阶部6，以及连接脊型部9和相邻的柱状谐振体5的台阶部7。采用此种台阶部来实现增强耦合的目的，可使得脊型部与谐振器之间保持必要的距离，以便于加工；否则要满足所需的强耦合，脊型部与谐振器之间的距离会过于小从而导致现有加工手段难以实现或者实现代价过高。
本发明的单脊波导低通滤波器的结构参数可根据实际需要的电气性能采用现有技术（例如Couplefil、HFSS等商业软件）进行设计。图4显示了一个三阶滤波器实例的内部结构设计尺寸。图5显示了三阶滤波器的频率响应，可看出该三阶滤波器具有良好的电气性能。
将上述单脊波导低通滤波器应用于波导双工器中，作为波导双工器的端口，可有效降低设计难度，减小产品体积，降低产品的成本。本发明单脊波导低通滤波器主要运用于6/7/8GHz三个较低的频段的双工器中，实现远端的谐波抑制的同时还实现了单脊波导的90度转弯。

Claims (3)

1.一种单脊波导低通滤波器，其特征在于，包括一条沿宽边垂直折弯形成水平段波导管和垂直段波导管的矩形波导管；所述水平段波导管的腔体内沿外侧宽边中线设置有第一脊型部；所述垂直段波导管开口端一侧的腔体内沿外侧宽边中线设置有第二脊型部，在所述第二脊型部朝向第一脊型部的延长线上设置有一组柱状谐振体。
2.如权利要求1所述单脊波导低通滤波器，其特征在于，第一脊型部与相邻的柱状谐振体之间，以及第二脊型部与相邻的柱状谐振体之间均通过一个用于增强耦合的台阶部连接。
3.一种波导双工器，其特征在于，该波导双工器的接收端口和发射端口中的至少一个端口为权利要求1或2所述单脊波导低通滤波器。
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