CN111816964B - 毫米波悬置带线复合滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种毫米波悬置带线复合滤波器，属于毫米波通信领域。旨在提供参数可调，损耗很低，Q值高，能够拓宽兼容频率的滤波器。本发明通过下述技术方案实现：在空气槽两侧制出非对称弓子形空气腔，介质基片印制板上制有顺应空气槽，沿宽边耦合于悬置带线两侧，相向对称的电磁波输入口和电磁波输出口，悬置带线通过微带线相连制有谐振孔的金属谐振块，上盖板通过其上分布的调谐孔装配的调谐螺钉将介质基片印制板封闭于下盖板上，组成悬置带线滤波金属盒体；在进行调谐时，调谐螺钉通过介质基片印制板上焊接固定的金属谐振块伸入谐振孔进行调谐，电磁波从输入口进入，沿空气槽，通过介质基片印制板上悬置带线从电磁波输出口输出。

Description

毫米波悬置带线复合滤波器

技术领域

本发明涉及一种用于毫米波通信领域中的毫米波通信系统的悬置带线滤波装置。

背景技术

滤波器是用来分开或者组合不同频率电磁波的电子器件，在无线通信中都扮演着十分重要的角色。高通滤波器在滤波电路中占据了重要的地位，它和低通滤波器配合可以构成超宽带滤波器，也可以构成通带相接的频率分配器，超宽带的吸收式滤波器也需要采用这个器件。其他结构的滤波器在课本和网站上均能找到大量的参考资料。悬置线高通滤波器属于半集总参数滤波器，在所有形式的高通滤波器中，这种结构可以实现最高的带宽，可高达20倍频程。悬置带线是一种优越的电磁波传输系统，是微波频率的通用传输媒介，其用途广泛，可以用来实现各种类型的滤波器，不仅可用于传输线谐振器型滤波器，也可用于半集总滤波器的设计。传统平面电路如微带线和带线等由于结构的限制,其电磁场主要分布在介质中,在毫米波频段传输损耗较大且色散现象严重。介质集成悬置线(SISL)是一种基于传统波导悬置线和多层印制电路板堆叠技术提出的新型传输线,它既能够保留波导悬置线低损耗、高品质因数的特性,又能够解决限制波导悬置线应用的体积较大、整体质量重、不易集成、加工成本高等缺点。相对于微带线和共面线，悬置带线的横截面较大，在金属层有着更小的电流密度，在介质层具有更小的电场强度，从而有效地减小了损耗。由于悬置带线具有损耗低、温度性能优异、工艺制作可高精度控制、批量一致性好等优点，非常适于宽带微波部件设计，利用悬置带线设计制作的滤波器具有多倍频程超宽带、低损耗和非常高的矩形度。除了相对于微带线更低的损耗之外，悬置带线还可以选择制作成双面电路。如制作宽边耦合线，增大耦合，就可以解决微带线边缘耦合量不够的问题。微带线结构简单，便于分析，但是体积较大，而且难以得到足够强的耦合来实现100％以上的相对带宽；悬置带线结构是由一个悬置于金属盒体中间的介质基片及其上下两侧或单侧的金属导带构成，基片上下各有2mm的空气腔，并且由于封闭效应，在理想情况下对外没有辐射。目前的悬置带线结构紧凑，容易实现强耦合，但是结构较复杂，设计不方便。在毫米波通信系统中由于毫米波在电路传输的损耗大，经常在电路里大量使用损耗小的悬置带线滤波器，用以去除干扰信号；由于悬置带线滤波器加工完成后一般调试余地较小，另外毫米波通信系统经常兼容低频部分，这就带来在毫米波通信系统中的现有悬置带线滤波装置经常会出现以下问题和缺陷：

一是毫米波通信系统中现有的悬置带线滤波装置由于本身电路在印制板上，加工完成后调试余地较小，一般只能在印制板上通过手术刀进行切割操作，达到调谐目的；这种调谐方式是以破坏印制板为基础的，会严重影响印制板的使用寿命；二是加工误差的引入，三是部分结构参数不可调，只能调节各个谐振支线的电长度，其耦合不可调，导致第二通带驻波有一定的恶化。

随着通信技术的发展，毫米波通信系统中经常兼容低频部分，毫米波大功率波导耦合装置作为功率及频谱监测设备，现有悬置带线滤波装置如向低频部分兼容需要增大体积，但实际是不允许的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种体积小，参数可调，损耗很低，Q值高，可调性好，能够拓宽兼容频率的毫米波悬置带线复合滤波器，以解决现有悬置带线滤波装置调谐余地少和拓宽兼容频率会增大体积的问题和缺陷。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种毫米波悬置带线复合滤波器，包括：上下对应制有空气槽7的上盖板1和下盖板4，悬置于上盖板1和下盖板4中间的介质基片印制板3及其上下侧面上的金属导带，其特征在于：空气槽7两侧制有非对称弓子形空气腔，介质基片印制板3上制有顺应空气槽7，沿宽边耦合于悬置带线两侧，相向对称的电磁波输入口8和电磁波输出口9，悬置带线通过微带线相连制有谐振孔6的金属谐振块5，上盖板1通过其上分布的调谐孔装配的调谐螺钉2将介质基片印制板3封闭于下盖板4上，组成悬置带线滤波金属盒体；在进行调谐时，调谐螺钉2通过介质基片印制板3上焊接固定的金属谐振块5

伸入谐振孔6进行调谐，电磁波从输入口8进入，沿空气槽7，通过介质基片印制板3上悬置带线从电磁波输出口9输出。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

结构简单，体积小，本发明采用上下对应制有空气槽7的上盖板1和下盖板4，悬置于上盖板1和下盖板4中间的介质基片印制板3及其上下侧面上的金属导带，组成悬置带线滤波金属盒体，结构紧凑简单，体积小，容易实现强耦合，可以避免目前悬置带线的结构较复杂，设计不方便的缺陷。

参数可调，损耗很低，Q值高。本发明采用空气槽7两侧制有的非对称弓子形空气腔和介质基片印制板3上制有的顺应空气槽7，通过沿宽边耦合于悬置带线两侧相向对称的电磁波输入口8和电磁波输出口9，传输电磁波，利用悬置带线，通过微带线相连制有的谐振孔6的金属谐振块5，上盖板1通过其上分布的调谐孔装配的调谐螺钉2将介质基片印制板3封闭于下盖板4上，组成悬置带线滤波金属盒体，参数可调，损耗很低，Q值高，很好的解决了现有的悬置带线滤波装置由于本身电路在印制板上，加工完成后调试余地较小，容易引入加工误差，结构参数不可调，只能调节各个谐振支线的电长度，其耦合不可调，导致第二通带驻波有一定的恶化的问题和缺陷。

可调性好。能够拓宽兼容频率。本发明在进行调谐时，采用调谐螺钉2，通过介质基片印制板3上焊接固定的金属谐振块5伸入谐振孔6进行调谐，电磁波从输入口8进入，沿空气槽7，通过介质基片印制板3上悬置带线从电磁波输出口9输出。不仅带外抑制高，通带极宽，比起普通的微带带通滤波器，能够拓宽兼容频率，可调性非常好。解决了现有悬置带线滤波装置调谐余地少和拓宽兼容频率会增大体积的问题和缺陷。

附图说明

图1是本发明毫米波悬置带线复合滤波器的示意图。

图中：1上盖板，2调谐螺钉，3介质基片印制板，4下盖板，5金属谐振块，6谐振孔，7空气槽，8电磁波输入口，9电磁波输出口。

下面结合附图和实施进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实例范围之中。

具体实施方式

参阅图1。一种毫米波悬置带线复合滤波器，包括：上下对应制有空气槽7的上盖板1和下盖板4，悬置于上盖板1和下盖板4中间的介质基片印制板3及其上下侧面上的金属导带，其中：空气槽7两侧制有非对称弓子形空气腔，介质基片印制板3上制有顺应空气槽7，沿宽边耦合于悬置带线两侧，相向对称的电磁波输入口8和电磁波输出口9，悬置带线通过微带线相连制有谐振孔6的金属谐振块5，上盖板1通过其上分布的调谐孔装配的调谐螺钉2将介质基片印制板3封闭于下盖板4上，组成悬置带线滤波金属盒体；在进行调谐时，调谐螺钉2通过介质基片印制板3上焊接固定的金属谐振块5伸入谐振孔6进行调谐，电磁波从输入口8进入，沿空气槽7，通过介质基片印制板3上悬置带线从电磁波输出口9输出。通过设计用于毫米波可调谐悬置带线复合结构滤波装置。

整个装置工作过程是电磁波从输入口8进入，经过上盖板1、印制板3和下盖板4，组成的悬置带线滤波装置再通过电磁波输出口9输出；在进行调谐时通过印制板3焊接的金属谐振块5和调谐螺钉2进行调谐，调谐螺钉2调谐时会伸进金属谐振块5里面的谐振孔6，以此解决了现有悬置带线滤波装置调谐余地少和拓宽兼容频率会增大体积的问题和缺陷。

以上所述为本发明较佳实施例，应该注意的是上述实施例对本发明进行说明，然而本发明并不局限于此，并且本领域技术人员在脱离所附权利要求的范围情况下可设计出替换实施例。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种毫米波悬置带线复合滤波器，包括：上下对应制有空气槽（7）的上盖板（1）和下盖板（4），悬置于上盖板（1）和下盖板（4）中间的介质基片印制板（3）及其上下侧面上的金属导带，其特征在于：空气槽（7）两侧制有非对称弓子形空气腔，介质基片印制板（3）上制有顺应空气槽（7），沿介质基片印制板（3）宽边耦合于悬置带线两侧，相向对称的电磁波输入口（8）和电磁波输出口（9），悬置带线通过微带线相连制有谐振孔（6）的金属谐振块（5）构成微带线连接矩形贴片的谐振单元，上盖板（1）通过其上分布的调谐孔装配的调谐螺钉（2）将介质基片印制板（3）封闭于下盖板（4）上，组成悬置于所述弓子形空气腔上，多级矩形传输耦合悬置带线复合滤波器滤波金属盒体；在进行调谐时，调谐螺钉（2）通过介质基片印制板（3）上焊接固定的金属谐振块（5）伸入谐振孔（6）进行调谐，电磁波从输入口（8）进入，沿空气槽（7），通过介质基片印制板（3）上悬置带线从电磁波输出口（9）输出。

2.如权利要求1所述的一种毫米波悬置带线复合滤波器，其特征在于：电磁波从输入口（8）进入，经过上盖板（1）、印制板（3）和下盖板（4），组成的悬置带线滤波装置再通过电磁波输出口（9）输出；在进行调谐时通过印制板（3）焊接的金属谐振块（5）和调谐螺钉（2）进行调谐，调谐螺钉（2）调谐时会伸进金属谐振块（5）里面的谐振孔（6）。

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