CN201562744U - 一种可调滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可调滤波器，由腔体、盖板、谐振杆和调谐螺杆组成，所述腔体内包含有至少两个谐振腔，谐振杆分别安装在每个谐振腔内，其特征是，在每个谐振腔内设置相同大小、形状、材料和位置关系的可调金属部件，可调金属部件位于谐振杆与盖板之间，每个可调金属部件由传动机构集中控制同步移动，使每个谐振腔频率同步变化。本实用新型在预先调好的情况下通过传动机构集中带动每一个可调金属部件同步移动，实现滤波器通带整体平移，从而引起每个谐振腔频率同步变化，并且满足滤波器频率可调时，使得滤波器在不同的频率下，性能指标的得到保证，实现了滤波器的频率可调性。

Description

一种可调滤波器

技术领域

本实用新型涉及微波通信领域，尤其涉及到腔体滤波器，具体地说是一种可调滤波器。

技术背景

现有的腔体滤波器，是一个无源器件，他能在通信系统中滤除没用的干扰信号，保证工作频率范围内信号正常工作，并以最小的损耗通过。该滤波器是通过分布参数原理设计，通过机械结构来实现其性能指标。传统的腔体滤波器相当于若干个串联的谐振器，每个谐振器由串联电容和电感来构成，其中电感对应为滤波器中谐振杆的直径，谐振杆的上表面和滤波器盖板的内表面相当于平板电容器的两个极板，腔体滤波器是通过调谐螺钉来改变电容器之间的间距从而完成滤波器的调试(如图1)。

谐振频率的计算公式为：

$\mathrm{Fr}=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{\mathrm{LC}}}$ 公式1

图中磁场H区域可以等效为电感L，电场E区域可以等效为电容C，电容C的计算公式为：

$C=\frac{\mathrm{\ϵS}}{4\mathrm{\πkd}}$ 公式2

其中ε表示电场区域填充介质材料的介电常数，S等效为电容板的面积，d等效于谐振杆与盖板之间的间距，K为静电力常量。传统的金属腔体滤波器要实现通带的整体平移，需要每根调谐螺钉单独调谐，工作量很大，成本很高。从公式2可以得知通过改变介电常数ε也可以更改电容量的大小，从而实现频率可调的目的，但是这种方法介质材料成本高、加工困难，损耗角对滤波器插入损耗影响大。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术中存在的不足，提出一种在一定频率范围内频率可调并保证滤波器性能不变的可调滤波器。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种可调滤波器，由腔体、盖板、谐振杆和调谐螺杆组成，所述腔体内包含有至少两个谐振腔，谐振杆分别安装在每个谐振腔内，其特征是，在每个谐振腔内设置相同大小、形状、材料和位置关系的可调金属部件，可调金属部件位于谐振杆与盖板之间，每个可调金属部件由传动机构集中控制同步移动，使每个谐振腔频率同步变化。

在上述方案中，所述传动机构集中控制每个可调金属部件同步移动的方向最好为沿盖板内表面平行的方向或沿与盖板内表面垂直平面平行的方向。

在上述方案中，所述可调金属部件可以为平板状。

在上述方案中，所述可调金属部件还可以为折弯板状。

上述可调金属部件可以由片状载体和金属表层构成，所述金属表层通过包覆、电镀或刻蚀方式附着在片状载体表面，所述片状载体为金属或非金属材料。

在上述方案中，所述平板状可调金属部件表面与盖板内表面垂直，所述传动机构为安装在腔体上的且与盖板内表面平行的旋转轴，每个金属部件均垂直固定在旋转轴上。

在上述方案中，所述平板状可调金属部件表面或折弯板状可调金属部件至少一个表面与盖板内表面平行，所述传动机构为安装在腔体与盖板之间的能水平移动的移动板，移动板与盖板内表面平行，可调金属部件至少一个表面固定在移动板表面。

所述移动板可以为镂空金属板或非金属板，其镂空部位与谐振杆位置对应。

所述移动板位于固定在盖板内表面的导向槽中，移动板与固定在腔体上的步进电机相连。

本实用新型是在传统金属腔体滤波器的基础上，在谐振杆与盖板之间放置金属片，此结构可以等效为带状线传输线结构，见图2、图3，该结构将传统金属滤波器的电容部分更改为板间电容C_p及边缘电容C_f，由于金属片面积远大于谐振杆与金属板之间的间距，因此板间电容C_p对频率调谐起主导作用。金属片的运动使得进入电场区域的面积发生改变，从而引起板间电容发生变化来达到频率可调的目的。

本实用新型在预先调好的情况下通过传动机构集中带动每一个金属片同步移动，实现滤波器通带整体平移，从而引起每个谐振腔频率同步变化，并且满足滤波器频率可调时，使得滤波器在不同的频率下，性能指标的得到保证，实现了滤波器的频率可调性。

本实用新型采用可调滤波器技术对滤波器每个谐振腔进行同步调谐，使得滤波器通带整体移动。就同一通讯系统的全频段而言，不同地区只会用到很窄的带宽，我们称为子频段，本实用新型所述的可调滤波器使得子频段滤波器在全频段范围内可调，满足不同地区使用需求，有效的提高调试效率，减少产品库存种类。

本实用新型实现了更优化的腔体滤波器频率可调性的实现手段，它加工装配简单，方便可调，成本低，是腔体滤波器实现频率可调的重大改进。

本实用新型可以用来设计可调滤波器、双工器、多工器或者双工器集成分集滤波器等结构。

附图说明

图1是传统滤波器单个谐振腔的剖视图；

图2是本实用新型原理结构图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是实施例1的纵向剖视图：

图5是图4的横向剖视图；

图6是实施例2的纵向剖视图；

图7是图6的N-N剖视图；

图8是图6的P向视图；

图9是实施例3的纵向剖视图。

具体实施方式

实施例1：参照图4和图5，本实例主要由盖板1、旋转轴2、调谐螺杆3、腔体4、金属片5和谐振杆6等结构件组成，在腔体4中每个谐振腔内设置相同大小、形状、材料和位置关系的金属片5，金属片5位于谐振杆6与盖板1之间，所述金属片5为平板状铜板或铝板，其表面与盖板1内表面垂直，金属片5和旋转轴2垂直固定在一起，所述旋转轴2安装在腔体上且与盖板内表面平行。

本实施例采用垂直放置于谐振杆6与滤波器盖板1之间金属片5，形成一种电容微扰结构，滤波器在初始频段通过调谐螺杆3调好，再通过手动或者电机驱动旋转轴2旋转，使得腔体4中每个谐振腔内的金属片5同步旋转运动，从而实现滤波器通带的整体平移。金属片的形状可以根据滤波器可调的频带宽度、调谐速度、调谐线性度等进行设计，传动机构是一种旋转轴结构，旋转轴可以根据频率选择金属或者非金属材料。

实施例2：参照图6、图7和图8，本实例主要由盖板1、调谐螺杆3、腔体4、金属片5、谐振杆6、移动板7、导轨8和步进电机9等结构件组成，在腔体4中每个谐振腔内设置相同大小、形状、材料和位置关系的金属片5，所述金属片5为平板状，由片状载体和金属表层构成，所述金属表层通过包覆、电镀或刻蚀方式附着在片状载体表面，所述片状载体为金属或非金属材料。该金属片表面与盖板1内表面平行，所述移动板7与盖板内表面平行，金属片5表面固定在移动板7表面。所述移动板7为镂空金属板，其镂空部位与谐振杆6位置对应。移动板7位于固定在盖板内表面的导向槽中，导向槽设置在导轨8中，导轨8固定在盖板内表面，移动板7可以与固定在腔体4上的步进电机9相连，也可以不与步进电机9相连，直接用手动控制。

本实施例采用水平放置于谐振杆与滤波器盖板之间金属片5，形成一种电容微扰结构，滤波器在初始频段通过调谐螺杆调好，再通过手动或者步进电机驱动移动板水平移动，使得腔体4中每个谐振腔内金属片5同步水平运动，从而实现滤波器通带的整体平移。金属片的形状可以根据滤波器可调的频带宽度、调谐速度、调谐线性度等进行设计，移动板7也可以根据频率选择金属或者非金属材料，当移动板7选择非金属材料时，可以镂空，也可以不镂空；当移动板7选择金属材料时，必须镂空。

实施例3：参照图9，本实施例结构与实施例2基本相同，不同之处在于所述金属片5为折弯板状，折弯板状金属片中一个表面与盖板内表面平行并固定在移动板7表面，另一个表面朝腔体方向悬空。

Claims (9)

1.一种可调滤波器，由腔体、盖板、谐振杆和调谐螺杆组成，所述腔体内包含有至少两个谐振腔，谐振杆分别安装在每个谐振腔内，其特征是，在每个谐振腔内设置相同大小、形状、材料和位置关系的可调金属部件，可调金属部件位于谐振杆与盖板之间，每个可调金属部件由传动机构集中控制同步移动，使每个谐振腔频率同步变化。

2.根据权利要求1所述的一种可调滤波器，其特征是，所述传动机构集中控制每个可调金属部件同步移动的方向为沿盖板内表面平行的方向或沿与盖板内表面垂直平面平行的方向。

3.根据权利要求1所述的一种可调滤波器，其特征是，所述可调金属部件为平板状。

4.根据权利要求1所述的一种可调滤波器，其特征是，所述可调金属部件为折弯板状。

5.根据权利要求3或4所述的一种可调滤波器，其特征是，所述可调金属部件由片状载体和金属表层构成，所述金属表层通过包覆、电镀或刻蚀方式附着在片状载体表面，所述片状载体为金属或非金属材料。

6.根据权利要求3所述的一种可调滤波器，其特征是，所述平板状可调金属部件表面与盖板内表面垂直，所述传动机构为安装在腔体上的且与盖板内表面平行的旋转轴，每个金属部件均垂直固定在旋转轴上。

7.根据权利要求3或4所述的一种可调滤波器，其特征是，所述平板状可调金属部件表面或折弯板状可调金属部件至少一个表面与盖板内表面平行，所述传动机构为安装在腔体与盖板之间的能水平移动的移动板，移动板与盖板内表面平行，可调金属部件至少一个表面固定在移动板表面。

8.根据权利要求7所述的一种可调滤波器，其特征是，所述移动板为镂空金属板或非金属板，其镂空部位与谐振杆位置对应。

9.根据权利要求7所述的一种可调滤波器，其特征是，所述移动板位于固定在盖板内表面的导向槽中，移动板与固定在腔体上的步进电机相连。

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