CN110767965A - 一种具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器 - Google Patents

一种具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器 Download PDF

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王文博
徐金平
冯琤
刘扬
杨会军
宋宇飞
朱昊
包永强
许恒飞
刘婷婷
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一种具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器，涉及太赫兹波导带通滤波器的技术领域。本发明包括依次串联的输入端标准波导M1、H面感性膜片结构滤波器单元M2、第一连接波导M3、第一对称型限波谐振腔M4、第二连接波导M5、第二对称型限波谐振腔M6、输出端标准波导M7，其中输入端标准波导M1、第一连接波导M3、第二连接波导M5、输出端标准波导M7均为WR06标准波导。本发明实现了在过渡段滚降速率大,结构简单易加工,具有带内低插损的目的。

Description

一种具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器
技术领域
本发明涉及太赫兹波导带通滤波器的技术领域。
背景技术
太赫兹（THz）波波长位于红外和毫米波之间，通常用于表示电磁波频率。太赫兹波的频率范围为0.1THz～10THz，具有频率高、带宽大、安全性高等优点。目前，随着对超高速数据传输和高分辨率成像雷达的需求日益增长、以及相关技术的迅速发展，通信、雷达等应用系统对工作带宽的要求越来越高，因此太赫兹波频谱资源的开发利用备受关注。相应地，随着太赫兹频段射频前端工作带宽的提高，其接收机输入端的带通滤波器不仅需要具备超宽带特性，同时要具备过渡段快速滚降特性和带内低插损特性，以保证接收机的高灵敏度。
为了实现波导带通滤波器过渡段的快速滚降特性，在较低频段通常会采用波导加鳍线结构。但是当这类结构应用于超宽带甚至是全波段带通滤波器时，其寄生通带的影响会增大从而恶化滤波器的带外抑制、减小滤波器过渡段的滚降速率，并且，在太赫兹频段，这类复杂结构往往会引入较大的带内插损，提高加工难度和成本。
发明内容
本发明目的是提供一种在过渡段滚降速率大,结构简单易加工,具有带内低插损的具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器。
一种具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器，包括依次串联的输入端标准波导M1、H面感性膜片结构滤波器单元M2、第一连接波导M3、第一对称型限波谐振腔M4、第二连接波导M5、第二对称型限波谐振腔M6、输出端标准波导M7，其中输入端标准波导M1、第一连接波导M3、第二连接波导M5、输出端标准波导M7均为WR06标准波导。
优选的是，本发明的H面感性膜片结构滤波器单元M2，包含21阶腔体谐振器，相邻两个腔体谐振腔之间布置H面感性膜片，单元整体相对于第11阶谐振器中心完全对称。
优选的是，本发明的第一对称型限波谐振腔M4、第二对称型限波谐振腔M6为在WR06标准波导的基础上将波导宽边a进一步扩宽为A，窄边b不变。
优选的是，本发明扩展后的波导宽边为A=a+2×w，其中a为波导宽边的长度，w为谐振腔的拓展尺寸。
优选的是，本发明的H面感性膜片结构滤波器单元M2与第一连接波导M3级联。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明采用对称化设计，整体相对于波导E面中心剖面对称，加工时依据该剖面分成上下两半，最后通过紧固螺钉装配合并；由于波导E面中心即无辐射缝，本发明对加工误差和装配误差容忍度较高，既降低了加工难度，又减小了滤波器在太赫兹频段的带内插损，可以实现免调试和高可靠度特性。
2、本发明提出的对称型限波谐振腔，通过改变腔体长度就可以连续调节阻带传输零点所在频点，即通过很少的调节变量就使得滤波器阻带零点位置和滚降速率连续可调；简单有效，既不会影响带内插损，又降低了滤波器的设计和加工难度。
3、目前已有的产品中，关于太赫兹频段波导带通滤波器且通带能够覆盖全波段的较少，可以找到少量的宽带滤波器，例如millitech公司的FIB-06和VDI公司的WR6.5BPF；本发明在带内插损方面与同类产品水平相当，在通带带宽和滚降速率方面都具有一定的优势。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图2是本发明的尺寸关系示意图。
图3a为本发明实物装配图的右视图。
图3b为本发明实物装配图的主视图
图3c为本发明实物装配图的左视图。
图4是本发明的仿真和实测S参数曲线、仅H面感性膜片结构滤波器单元M2的S参数仿真曲线示意图。
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：
如图1所示，本发明的具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器包括依次串联的输入端标准波导M1、H面感性膜片结构滤波器单元M2、第一连接波导M3、第一对称型限波谐振腔M4、第二连接波导M5、第二对称型限波谐振腔M6、输出端标准波导M7，其中输入端标准波导M1、第一连接波导M3、第二连接波导M5、输出端标准波导M7均为WR06标准波导。
从图1可以看出，太赫兹全波段波导带通滤波器整体总长度为30mm，其中输入端标准波导M1的长度为2mm，第一连接波导M3和第二连接波导M5的长度均为0.4mm，输出端标准波导M7的长度为2.21mm，它们都是WR06标准波导，即宽边a和窄边b的尺寸分别为1.65mm和0.83mm。
如图2所示，本发明的H面感性膜片结构滤波器单元M2，一共包含21阶腔体谐振器，谐振器之间均为厚度0.3mm的感性膜片，单元整体呈中心对称，即第1阶谐振器和第21阶谐振器尺寸完全相同，第2阶谐振器和第20阶谐振器尺寸完全相同，以此类推。膜片间距a 1=1.50mm，a 2=1.42mm，a 3=1.37mm，a 4=1.34mm，a 5=1.33mm，a 6=1.32mm，a 7=1.32mm，a 8=1.32mm，a 9=1.31mm，a 10=1.31mm，a 11=1.31mm；谐振腔长度l 1=0.62mm，l 2=0.65mm，l 3=0.67mm，l 4=0.69mm，l 5=0.70mm，l 6=0.71mm，l 7=0.712mm，l 8=0.71mm，l 9=0.72mm，l 10=0.72mm，l 11=0.72mm。这样，H面感性膜片结构滤波器单元形成了D波段全波段（110GHz～170GHz）的通带范围。
如图2所示，本发明的第一对称型限波谐振腔M4和第二对称型限波谐振腔M6的形成是在标准波导WR06的基础上拓宽长边，增大为A=a+2×w，窄边b不变与标准波导WR06相同。其中第一对称型限波谐振腔M4和第二对称型限波谐振腔M6的拓宽尺寸w=0.56mm，第一对称型限波谐振腔M4的长度lp1=2.00mm，第二对称型限波谐振腔M6的长度lp2=1.86mm。这样，第一对称型限波谐振腔M4的传输零点处在180GHz，第二对称型限波谐振腔M6的传输零点处在182GHz。
如图1所示，本发明将H面感性膜片结构滤波器单元M2、第一对称型限波谐振腔M4、第二对称型限波谐振腔M6用连接波导级联起来，在D波段全波段带通特性基础上，在阻带紧邻通带的频点处引入了180GHz和182GHz两处传输零点，有效提高滤波器过渡段滚降速率。
本发明的加工安装方式如下：
本发明整体沿着波导E面中心剖面分成上下两半，采用直径0.5mm的铣刀和黄铜镀金材料加工，因此各谐振腔均倒圆角半径0.25mm；上下两半通过6颗直径2mm螺钉固定，整体两端接口为WR06 UG387/UM，与应用系统中其他部件通过法兰盘螺钉固定连接。图3a为本发明实物装配图的右视图，图3b为本发明实物装配图的主视图，图3c为本发明实物装配图的左视图。
如图4所示，包括本发明的仿真和实测S参数曲线、仅H面感性膜片结构滤波器单元的S参数仿真曲线，对比可知，本发明的实测和仿真曲线的相对频率偏移不超过1.2GHz，在105GHz～175GHz的通带范围内实测插损约为1.0dB，在178GHz处抑制度高于30dB，实现了在4GHz过渡段内即3%相对带宽范围内快速滚降30dB。仅H面感性膜片结构滤波器单元，没有对称型限波谐振腔时，在178GHz处抑制度不到10dB。仿真和实测结果说明，本发明可以有效增大阻带抑制度，提高滤波器过渡段滚降速率。

Claims (5)

1.一种具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器，其特征在于包括依次串联的输入端标准波导M1、H面感性膜片结构滤波器单元M2、第一连接波导M3、第一对称型限波谐振腔M4、第二连接波导M5、第二对称型限波谐振腔M6、输出端标准波导M7，其中输入端标准波导M1、第一连接波导M3、第二连接波导M5、输出端标准波导M7均为WR06标准波导。
2.根据权利要求1所述的具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器，其特征在于上述H面感性膜片结构滤波器单元M2，包含21阶腔体谐振器，相邻两个腔体谐振腔之间布置H面感性膜片，单元整体相对于第11阶谐振器中心完全对称。
3.根据权利要求1所述的具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器，其特征在于上述第一对称型限波谐振腔M4、第二对称型限波谐振腔M6为在WR06标准波导的基础上将波导宽边a进一步扩宽为A，窄边b不变。
4.根据权利要求3所述的具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器，其特征在于上述扩展后的波导宽边为A=a+2×w，其中a为波导宽边的长度，w为谐振腔的拓展尺寸。
5.根据权利要求3所述的具有快速滚降特性的太赫兹全波段波导带通滤波器，其特征在于上述H面感性膜片结构滤波器单元M2与第一连接波导M3级联。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114497941A (zh) * 2022-04-18 2022-05-13 电子科技大学 一种基于双模谐振腔的太赫兹波导滤波器及其设计方法
CN116345096A (zh) * 2023-05-19 2023-06-27 电子科技大学 一种低幅度不平坦度的太赫兹90°波导滤波耦合器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1538692A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-08 Alcatel Rectangular waveguide filter with extracted poles
CN102856615A (zh) * 2012-09-14 2013-01-02 电子科技大学 适用于380～390GHz频段的波导带通滤波器
CN204481100U (zh) * 2014-12-11 2015-07-15 迈特通信设备（苏州）有限公司 一种矩形单脊波导结构低通滤波器
CN106992346A (zh) * 2017-04-07 2017-07-28 北京理工大学 一种具有双传输零点的毫米波矩形腔体滤波器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1538692A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-08 Alcatel Rectangular waveguide filter with extracted poles
CN102856615A (zh) * 2012-09-14 2013-01-02 电子科技大学 适用于380～390GHz频段的波导带通滤波器
CN204481100U (zh) * 2014-12-11 2015-07-15 迈特通信设备（苏州）有限公司 一种矩形单脊波导结构低通滤波器
CN106992346A (zh) * 2017-04-07 2017-07-28 北京理工大学 一种具有双传输零点的毫米波矩形腔体滤波器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
蒋姝: "短毫米波宽带射频前端理论与关键技术研究", 《中国博士学位论文全文数据库》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114497941A (zh) * 2022-04-18 2022-05-13 电子科技大学 一种基于双模谐振腔的太赫兹波导滤波器及其设计方法
CN116345096A (zh) * 2023-05-19 2023-06-27 电子科技大学 一种低幅度不平坦度的太赫兹90°波导滤波耦合器
CN116345096B (zh) * 2023-05-19 2023-08-04 电子科技大学 一种低幅度不平坦度的太赫兹90°波导滤波耦合器

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