CN109273808A - 一种三模矩形波导带通滤波器 - Google Patents

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吴秋逸
史晓瑞
张江波
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    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
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    • H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2082—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with multimode resonators

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Abstract

本发明提出了一种三模矩形波导带通滤波器，包括两个立方体矩形波导谐振腔，该两个立方体矩形波导谐振器中，设置有两个相同结构的“L”形同轴激励、十字形耦合窗口、电探针和六个调谐螺钉；所述的“L”形同轴激励由竖直激励杆和水平激励杆组成，竖直激励杆的端部贯穿于立方体矩形波导谐振腔上表面，另一端与水平激励杆固定相连；所述的十字形耦合窗口由水平耦合窗口和竖直耦合窗口组成，且固定设置在两个立方体矩形波导谐振腔相邻腔壁之间；所述的电探针与十字形耦合窗口构成混合耦合结构；通过“L”形同轴激励和混合耦合形成三路并行的拓扑结构，从而获得四个传输零点，提高了频率选择性；本发明结构简单，实现了滤波器的小型化设计。

Description

一种三模矩形波导带通滤波器
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体说涉及射频通信滤波中的一种三模矩形波导带通滤波器，可用于雷达、广播、无线通信、测控系统选择特定的频率信号。
背景技术
滤波器作为一种二端口网络，具有特定的频率选择特性，即让需要的频率信号顺利通过而对其他信号衰减抑制，目前广泛应用于雷达、广播、无线通信、测控系统等领域。通过在带外一定频率处引入衰减极点，即传输零点，可以为滤波器带来陡峭的带外抑制。
微波滤波器是微波通信系统中的重要组成部分，它的性能优劣会影响到整个通信系统的性能。随着通信技术的快速发展，在微波通信系统方面的应用不断更新，并且对滤波器的的设计提出了越来越高的要求：既需求滤波器具有良好的带内带外性能，又要求滤波器拥有小巧的体积。而多模谐振技术的出现成为解决以上问题行之有效的手段。
多模结构是利用单个多模谐振级产生出多个谐振模式的原理，一个多模谐振级就可以等效成多个传统谐振级级联的效果。这样一来在所需滤波器阶数不变的前提下应用双模或者多模谐振器设计滤波器，多模谐振级的数量要比传统意义上的单模谐振器的数量减半甚至可以减少更多，这样就能够有效实现滤波器的紧凑化和微型化。
例如，梅萨普莱克斯私人有限公司提出了名称为“多模腔体滤波器”的发明专利(申请号CN201480009837.0，申请公布号CN104995787A)，该发明公开了一种多模腔体滤波器，包括第一介质谐振器主体，该主体包括第一片电介质材料；第二介质谐振器主体，被定位邻近于第一介质谐振器主体，该第二介质谐振器主体包括第二片电介质材料；以及至少一层导电材料，与第一第二介质谐振器主体接触并将其覆盖。该发明虽然提供了一种多模腔体滤波器，但其耦合原理相对复杂，结构不够简单，从而增大了设计难度。
例如，华南理工大学公开了一种名称为“TE模多通带介质滤波器”的发明专利(申请号CN201610630254，申请公布号CN106450602A)，该专利公开了TE模多通带介质滤波器，包括六个TE模介质谐振器和支撑柱、介质调谐杆和调谐盘、控制端口耦合的金属圆弧和输入输出接口、腔体和腔间耦合结构。该发明通过金属圆弧设置方式的不同可在频带左右设定传输零点，改善滤波器的带外抑制。但该发明相对来说由于零点个数较少，对于带外抑制的效果有限。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种三模矩形波导带通滤波器，以产生多个传输零点，简化多模带通滤波器的同时，提高滤波器的频率选择性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种三模矩形波导带通滤波器，包括两个立方体矩形波导谐振腔，该三模矩形波导带通滤波器包括两个相同结构的“L”形同轴激励、十字形耦合窗口、电探针和六个调谐螺钉；所述的“L”形同轴激励由竖直激励杆和水平激励杆组成，所述的竖直激励杆的端部贯穿于立方体矩形波导谐振腔正上方的上表面，另一端与水平激励杆固定相连；所述的十字形耦合窗口由水平耦合窗口和竖直耦合窗口组成，且固定设置在两个立方体矩形波导谐振腔相邻腔壁之间；所述的电探针贯穿于十字形耦合窗口，并与该十字形耦合窗口构成混合耦合结构；所述的六个调谐螺钉分别沿X，Y，Z方向设置在两个立方体矩形波导谐振腔的腔壁上，从而实现对不同模式谐振频率的控制。
所述的竖直激励杆与Z轴之间的夹角为α，其中，36.5°≤α≤37.5°，伸入立方体矩形波导谐振腔内的长度为L1，其中，25.85mm≤L1≤26.85mm；
所述的水平激励杆与Y轴方向平行，其长度为L2，其中，18mm≤L2≤19mm；
所述的水平耦合窗口和竖直耦合窗口关于X轴和Z轴相互垂直，水平耦合窗口的长度为L3，其中，26.4mm≤L3≤27.4mm；竖直耦合窗口的高度为H，其中，14.8mm≤H≤15.8mm；
所述的电探针沿着Y轴与十字形耦合窗口相互垂直，其长度为L4，其中，8.5mm≤L4≤9.5mm；
所述的六个调谐螺钉穿过立方体矩形波导谐振腔腔壁的中心，且与所在腔壁相互垂直。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.本发明采用“L”形同轴激励作为输入输出，由十字形耦合窗口和电探针组合成混合耦合结构，利用调谐螺钉进行微调；由于采用单一结构同时实现三种模式的激励，混合耦合结构容易实现，克服了现有技术中结构复杂的技术问题，实现滤波器的小型化设计，结构更加紧凑。
2.本发明由于采用“L”形同轴激励同时激励出三种模式，并通过十字形窗口和电探针组合而成的混合耦合结构，实现对三种模式耦合路径的独立控制，由激励和耦合形成三路并行的拓扑结构，从而获得四个传输零点，克服了现有技术中带外抑制不足的技术问题，提高了频率选择性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图
图2为本发明的整体结构主视图
图3为本发明整体结构的侧视图
图4为本发明三模矩形波导带通滤波器的仿真效果图
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明
实施例1
参照图1、图2和图3
一种三模矩形波导带通滤波器，包括两个立方体矩形波导谐振腔1，该三模矩形波导带通滤波器包括两个相同结构的“L”形同轴激励2、十字形耦合窗口3、电探针4和六个调谐螺钉5；所述的“L”形同轴激励2由竖直激励杆21和水平激励杆22组成，所述的竖直激励杆21的端部贯穿于立方体矩形波导谐振腔1正上方的上表面，另一端与水平激励杆22固定相连；所述的十字形耦合窗口3由水平耦合窗口31和竖直耦合窗口32组成，且固定设置在两个立方体矩形波导谐振腔1相邻腔壁之间；所述的电探针4贯穿于十字形耦合窗口3，并与该十字形耦合窗口3构成混合耦合结构；所述的六个调谐螺钉5分别沿X，Y，Z方向设置在两个立方体矩形波导谐振腔1的腔壁上，从而实现对不同模式谐振频率的控制。
为了激励出我们所需要的模式，要使得激励装置在波导中产生的电力线与所需模式电力线方向一致，而利用同轴激励，可以激励出与其轴向平行的电力线。因此，利用所述的“L”形同轴激励2可以产生沿X，Y，Z三个方向上的电场分量，从而激励出TE101，TM110和TE011三种模式。其中，所述的竖直激励杆21伸入立方体矩形波导谐振腔1内的长度为L1，L1＝26.35mm，控制TE101和TE01模式的整体耦合；所述的竖直激励杆21与Z轴之间的夹角为α，α＝37°，进一步控制TE101和TE01两种模式的分布；所述的水平激励杆22与Y轴方向平行，其长度为L2，L2＝18.5mm，确定TM110模式的耦合强度。
所述的水平耦合窗口31和竖直耦合窗口32关于X轴和Z轴相互垂直，水平耦合窗口31的长度为L3，L3＝26.9mm，控制两个立方体矩形波导谐振腔1间TE101模式的耦合；竖直耦合窗口32的高度为H，H＝15.3mm，控制两个立方体矩形波导谐振腔1间TE011模式的耦合；所述的电探针4沿着Y轴与十字形耦合窗口3相互垂直，其长度为L4，L4＝9mm，控制两个立方体矩形波导谐振腔1间TM110模式的耦合。将水平耦合窗口31和竖直耦合窗口32设计为长方形是为了能够尽量减小极化模式间的串扰，同时十字形耦合窗口3与电探针4组合而成的混合耦合结构保证了三种模式耦合路径间的独立控制。
所述的六个调谐螺钉5穿过立方体矩形波导谐振腔1腔壁的中心，且与所在腔壁相互垂直。
实施例2
本实施例2与实施例1的结构相同，仅对如下参数作出调整：
竖直激励杆21伸入立方体矩形波导谐振腔1内的长度L1＝25.85mm，竖直激励杆21与Z轴之间的夹角α＝36.5°，水平激励杆22的长度L2＝18mm；水平耦合窗口31的长度L3＝26.4mm，竖直耦合窗口32的高度H＝14.8mm，电探针4的长度L4＝8.5mm。
实施例3
本实施例3与实施例1的结构相同，仅对如下参数作出调整：
竖直激励杆21伸入立方体矩形波导谐振腔1内的长度L1＝26.85mm，竖直激励杆21与Z轴之间的夹角α＝37.5°，水平激励杆22的长度L2＝19mm；水平耦合窗口31的长度L3＝27.4mm，竖直耦合窗口32的高度H＝15.8mm，电探针4的长度L4＝9.5mm。
以下结合仿真结果对本发明的技术效果作进一步描述：
参照图4
1、仿真条件和内容：
对于所描述的本发明滤波器结构，对其工作在3.68GHz—3.78GHz频段上的性能进行仿真实验。
基于商业仿真软件HFSS_15.0对上述实施例1的三模矩形波导带通滤波器的S参数进行仿真计算。
2、仿真结果分析：
参照图4，其横轴表示频率，纵轴表示S参数；由仿真结果可得，该三模矩形波导带通滤波器在3.68GHz—3.78GHz频段上，反射系数S11<-17dB，传输系数S21<0.5dB；而且由仿真结果中可以看出，本发明可以产生四个传输零点，在较宽的频率范围内带外抑制均能够达到-20dB以下，具有优良的频带性能。

Claims (6)

1.一种三模矩形波导带通滤波器，包括两个立方体矩形波导谐振腔(1)，其特征在于，该三模矩形波导带通滤波器包括两个相同结构的“L”形同轴激励(2)、十字形耦合窗口(3)、电探针(4)和六个调谐螺钉(5)；所述的“L”形同轴激励(2)由竖直激励杆(21)和水平激励杆(22)组成，所述的竖直激励杆(21)的端部贯穿于立方体矩形波导谐振腔(1)正上方的上表面，另一端与水平激励杆(22)固定相连；所述的十字形耦合窗口(3)由水平耦合窗口(31)和竖直耦合窗口(32)组成，且固定设置在两个立方体矩形波导谐振腔(1)相邻腔壁之间；所述的电探针(4)贯穿于十字形耦合窗口(3)，并与该十字形耦合窗口(3)构成混合耦合结构；所述的六个调谐螺钉(5)分别沿X，Y，Z方向设置在两个立方体矩形波导谐振腔(1)的腔壁上，从而实现对不同模式谐振频率的控制。
2.根据权利要求1所述的三模矩形波导带通滤波器，其特征在于，所述的竖直激励杆(21)与Z轴之间的夹角为α，其中，36.5°≤α≤37.5°，伸入立方体矩形波导谐振腔(1)内的长度为L1，其中，25.85mm≤L1≤26.85mm。
3.根据权利要求1所述的三模矩形波导带通滤波器，其特征在于，所述的水平激励杆(22)与Y轴方向平行，其长度为L2，其中，18mm≤L2≤19mm。
4.根据权利要求1所述的三模矩形波导带通滤波器，其特征在于，所述的水平耦合窗口(31)和竖直耦合窗口(32)关于X轴和Z轴相互垂直，水平耦合窗口(31)的长度为L3，其中，26.4mm≤L3≤27.4mm；竖直耦合窗口(32)的高度为H，其中，14.8mm≤H≤15.8mm。
5.根据权利要求1所述的三模矩形波导带通滤波器，其特征在于，所述的电探针(4)沿着Y轴与十字形耦合窗口(3)相互垂直，其长度为L4，其中，8.5mm≤L4≤9.5mm。
6.根据权利要求1所述的三模矩形波导带通滤波器，其特征在于，所述的六个调谐螺钉(5)穿过立方体矩形波导谐振腔(1)腔壁的中心，且与所在腔壁相互垂直。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109861002A (zh) * 2019-03-26 2019-06-07 河南思维轨道交通技术研究院有限公司 一种双模双通带滤波天线
CN110137642A (zh) * 2019-05-23 2019-08-16 井冈山大学 一种采用十字形馈线的宽阻带同轴单腔三模宽带滤波器
CN110148821A (zh) * 2019-05-23 2019-08-20 井冈山大学 一种采用十字形馈线实现宽阻带单腔四模宽带滤波器
CN112272425A (zh) * 2020-09-24 2021-01-26 重庆川仪自动化股份有限公司 工业现场在线微波加热装置
WO2022056739A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) A triple-mode resonator and a waveguide filter comprising the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102544649A (zh) * 2012-01-04 2012-07-04 西安电子科技大学 一腔三模滤波器
CN105449325A (zh) * 2015-12-30 2016-03-30 华南理工大学 基于l型探针馈电的单腔三模腔体滤波器
CN106252801A (zh) * 2016-07-28 2016-12-21 西安空间无线电技术研究所 一种滤波器输入输出耦合调谐结构
CN107017454A (zh) * 2017-04-07 2017-08-04 南京航空航天大学 一种介质腔体双通带滤波器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102544649A (zh) * 2012-01-04 2012-07-04 西安电子科技大学 一腔三模滤波器
CN105449325A (zh) * 2015-12-30 2016-03-30 华南理工大学 基于l型探针馈电的单腔三模腔体滤波器
CN106252801A (zh) * 2016-07-28 2016-12-21 西安空间无线电技术研究所 一种滤波器输入输出耦合调谐结构
CN107017454A (zh) * 2017-04-07 2017-08-04 南京航空航天大学 一种介质腔体双通带滤波器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109861002A (zh) * 2019-03-26 2019-06-07 河南思维轨道交通技术研究院有限公司 一种双模双通带滤波天线
CN110137642A (zh) * 2019-05-23 2019-08-16 井冈山大学 一种采用十字形馈线的宽阻带同轴单腔三模宽带滤波器
CN110148821A (zh) * 2019-05-23 2019-08-20 井冈山大学 一种采用十字形馈线实现宽阻带单腔四模宽带滤波器
WO2022056739A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) A triple-mode resonator and a waveguide filter comprising the same
CN112272425A (zh) * 2020-09-24 2021-01-26 重庆川仪自动化股份有限公司 工业现场在线微波加热装置

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