CN109103554A - 可调波导滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种可调波导滤波器，包括腔体、设置在腔体上的输入端、输出端，以及至少两个谐振腔，谐振腔内设置有调谐螺钉，每个谐振腔内还设置有起移频作用的介质棒，介质棒伸入谐振腔的长度可调，至少两个介质棒由同一驱动装置驱动,本发明通过一个传动机构同步控制多个谐振腔的频率调节，减少了驱动电机的数量，不仅大大降低了滤波器的成本，而且简化了滤波器的结构，提高调节精度，减小了滤波器的体积和重量。
Description
技术领域
本发明涉及一种无源器件滤波器，尤其涉及一种可调波导滤波器。
背景技术
在通信领域，滤波器作为一种频率选择装置被广泛应用，其中，波导滤波器在现代微波通信、卫星通信、雷达及遥感遥测技术等系统中具有选频、分频及隔离信号等的重要作用，其性能优劣直接影响到系统的运行质量。波导滤波器一般采用腔体结构，一个腔体能够等效成电感并联电容，形成一个谐振级，达到滤波功能。传统波导滤波器的频带都是固定不可调整的，所设计的频带范围在出厂时已确定，无法满足特殊情况所需。随着现有微波环境复杂化，频谱资源日渐紧张，一些地区为了利用空隙的频谱资源急需要一种可以在不同区域实现不同频段的筛选要求，可调滤波器应运而生。
随着无源器件技术的快速发展，一种电机驱动的可调波导滤波器被广泛使用，通过控制步进电机的正反转来控制调螺进入谐振腔的深浅，进而达到调谐频率的目的，控制方便且精度较高。
CN204130671公开了一种电调滤波器结构,每个谐振空腔对应设置一个自动升降机构，在每一个波导谐振腔的调镙上边安装一个微电机，用这个电机控制每个调镙的深度，从而达到波导滤波器曲线可调，使每个谐振器调谐到所需的频率，精度提高。但很显然，随着滤波器级数的增加，需同样数量的电机来进行控制，使可调滤波器的成本急剧提高，体积大、重量大，同时，由于每个谐振腔的频率受调螺的影响很大，为了精确控制每个调螺的位置和深度，对电机的精度要求很高，导致该类滤波器的成本很高。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足，提供一种控制精度高，且成本较低的可调波导滤波器。
为达到上述目的，本发明提出如下技术方案：一种可调波导滤波器，包括腔体、设置在所述腔体上的输入端、输出端，以及与所述输入端、所述输出端连通的至少两个谐振腔，所述谐振腔内设置有调谐螺钉，每个谐振腔内还设置有起移频作用的介质棒，所述介质棒伸入所述谐振腔内的长度可调，至少两个所述介质棒由同一驱动装置驱动。
优选地，所述驱动装置包括电机和传动机构，所述电机带动所述传动机构运动，至少两个介质棒与所述传动机构连接。
优选地，所述传动机构包括驱动螺杆和滑杆，所述驱动螺杆在所述电机的驱动下转动，所述滑杆与所述驱动螺杆螺纹连接，所述滑杆沿着所述驱动螺杆移动，至少两个介质棒与所述滑杆连接。
优选地，所述传动机构还包括导向杆，所述导向杆与所述驱动螺杆平行设置，所述滑杆套装在所述导向杆上，并沿所述导向杆滑动。
优选地，所述腔体在靠近所述传动机构一侧的腔体壁上形成有与所述介质棒数量一致的过孔，所述介质棒由所述过孔延伸到对应的谐振腔内。
优选地，所述介质棒与所述调谐螺钉垂直设置。
优选地，所有介质棒均由所述驱动装置驱动。
优选地，所述谐振腔为波导腔。
优选地，所述介质棒沿着其轴向方向伸缩运动。
本发明通过一个传动机构同步控制多个谐振腔的频率调节，使每个谐振腔同时调谐到所需的频率，减少了驱动电机的数量，不仅大大降低了滤波器的成本，而且简化了滤波器的结构，提高调节精度，减小了滤波器的体积和重量。
附图说明
图1是本发明内部结构局部图。
附图标记：1、腔体，10、输入端，2、谐振腔，20、输出端，3、调谐螺钉，4、介质棒，5、电机，6、传动机构，61、驱动螺杆，62、导向杆，63、滑杆。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。
如图1所示，本实施例的可调滤波器包括腔体1、谐振腔2、调谐螺钉3、介质棒4、驱动装置以及信号输入端10和信号输出端20，所述腔体1的顶面具有开口，其余侧面均为封闭，用一盖板(图中未示出)盖合于腔体1的顶面，组成封闭的空腔。空腔内形成至少两个谐振腔2，具体为波导腔结构，图中示出三个谐振腔结构,实际中，谐振腔可以是圆形腔，也可以是矩形腔。每一个谐振腔内设有调谐螺钉3和介质棒4，所述介质棒4用于通过伸入谐振腔长度的变化实现谐振频率的微调或微扰。所述驱动装置通过一个驱动电机驱动多个介质棒，与传统的每个谐振腔都必须配一个驱动电机相比，本发明驱动电机使用数量明显减小，成本显著降低。
该可调波导滤波器工作时，信号由波导输入端10进入，依次通过三个谐振腔2后，滤除了带外除谐振腔2谐振频率外的无用频率分量后，带内有用信号由波导输出端20离开。当需要调整改变有用通带的频率值时，通过电机5旋转牵引，带动介质棒4改变了其进入谐振腔2的长度，从而微扰改变了三个谐振腔2的谐振频率，输出端20的有用信号通带随之改变，从而实现了波导滤波器通带起止频率的可调。
具体地说，所述驱动装置包括电机5和传动机构6，所述传动机构6包括驱动螺杆61、导向杆62和滑杆63，所述驱动螺杆外表面为螺纹结构，所述驱动螺杆与所述电机5的输出轴轴向连接，所述驱动螺杆61在所述电机5的驱动下转动，所述导向杆62与所述驱动螺杆61平行设置，所述滑杆63为杆状结构，其靠近所述驱动螺杆61的一端设置有螺纹孔，使其与所述驱动螺杆61螺纹连接，其另一端套设在所述导向杆的外侧，并与所述导向杆63滑动连接。这样电机工作时，带动所述驱动螺杆61转动，所述滑杆63沿所述驱动螺杆61和导向杆62上下移动。
所述介质棒4一端连接所述滑杆63，其另一端穿过腔体侧壁上的过孔，并延伸入相应的谐振腔2内，形成一种介质微扰结构，需要说明的是，所述过孔形成于所述腔体靠近所述传动机构的一侧，过孔的直径可以确保所述介质棒可沿着其轴向方向自由移动，其数量与所述介质棒的数量一致。综合考虑谐振器Q值的改变和频率可调谐范围的大小，以及结构可行性，本方案采用介质棒4与所述调谐螺钉3垂直放置，当然，作为可选地，介质棒与调谐螺钉也可以形成接近垂直的角度放置。而介质材料的选取也同样遵循了以上的综合原则，以便在较大频率范围调谐时，谐振腔Q值有限下降，不严重影响滤波器插入损耗。
本实施例中，所有介质棒都与所述驱动装置(滑杆)连接，实现滤波器通带整体平移；作为可选地，也可以是每个驱动电机驱动部分介质棒，其它介质棒由附加的电机驱动。
本发明通过驱动马达带动驱动螺杆旋转一定角度，套在螺杆上的介质棒将同时深入相应的谐振腔内一定长度，可调波导滤波器的谐振频率随之降低到特定某频率点，本发明由于去除了大部分高精度微电机，只留下一个微电机，显著降低了成本，在抑制要求日益严酷，谐振腔数量增多的今天，应用更具优势，可靠性更高；另外由于介质棒的可调行程显著大于传统调镙的行程，对电机的精度要求显著降低；再有，由于用介质棒调整频率，不会因接触面不紧密而造成互调恶化。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种可调波导滤波器，包括腔体、设置在所述腔体上的输入端、输出端，以及与所述输入端、所述输出端连通的至少两个谐振腔，其特征在于,所述谐振腔内设置有调谐螺钉，每个谐振腔内还设置有起移频作用的介质棒，所述介质棒伸入所述谐振腔内的长度可调，至少两个所述介质棒由同一驱动装置驱动。
2.根据权利要求1所述的可调波导滤波器，其特征在于,所述驱动装置包括电机和传动机构，所述电机带动所述传动机构运动，至少两个介质棒与所述传动机构连接。
3.根据权利要求2所述的可调波导滤波器，其特征在于,所述传动机构包括驱动螺杆和滑杆，所述驱动螺杆在所述电机的驱动下转动，所述滑杆与所述驱动螺杆螺纹连接，所述滑杆沿着所述驱动螺杆移动，至少两个介质棒与所述滑杆连接。
4.根据权利要求3所述的可调波导滤波器，其特征在于,所述传动机构还包括导向杆，所述导向杆与所述驱动螺杆平行设置，所述滑杆套装在所述导向杆上，并沿所述导向杆滑动。
5.根据权利要求1所述的可调波导滤波器，其特征在于,所述腔体在靠近所述传动机构一侧的腔体壁上形成有与所述介质棒数量一致的过孔，所述介质棒由所述过孔延伸到对应的谐振腔内。
6.根据权利要求1或5所述的可调波导滤波器，其特征在于,所述介质棒与所述调谐螺钉垂直设置。
7.根据权利要求1所述的可调波导滤波器，其特征在于,所有介质棒均由所述驱动装置驱动。
8.根据权利要求1所述的可调波导滤波器，其特征在于,所述谐振腔为波导腔。
9.根据权利要求1所述的可调波导滤波器，其特征在于,所述介质棒沿着其轴向方向伸缩运动。
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