CN202134639U - 一种可调带阻滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调带阻滤波器，主要由传输线外导体（2）、以及设置在传输线外导体（2）内部的传输线内导体（1）构成，所述传输线外导体（2）内表面的上面和底面为平面，所述传输线外导体（2）开有耦合孔（4），所述传输线外导体（2）外壁连接有至少2个谐振腔（3），所述谐振腔（3）内部通过耦合孔（4）与传输线外导体（2）内部相通，所述传输线外导体（2）两端分别依次连接有金属板（11）和同轴接头（10），所述同轴接头（10）内导体贯穿金属板（11）和传输线外导体（2）并与传输线内导体（1）连接。本实用新型具有加工简单、加工成本低、便于宽带变频和改变带宽的特点，可以广泛用于各微波波段的电子系统中，特别是雷达、导弹制导、通信等军事及民用领域。

Description

一种可调带阻滤波器

技术领域

本实用新型涉及滤波器，具体地说，是涉及一种利用同轴传输线与谐振腔耦合构成的一种频率和带宽都可以在很宽的范围内从滤波器外加以调节的可调带阻滤波器。

背景技术

在一根封闭的微波传输线的侧壁上增加一个耦合谐振腔，可以在传输线的传输曲线上某些频率产生传输零点， 从而阻止这些频率的信号通过该传输线。目前最常见到的带阻滤波器包括一根同轴结构的传输线和沿该传输线轴线排列的若干谐振腔。这些谐振腔在传输线一侧为开敞结构。通过这些开敞结构实现传输线与谐振腔之间的耦合。谐振腔中设有金属柱，金属柱的长度可以从滤波器外加以改变，可以同时调节谐振腔的谐振频率和谐振腔与传输线之间的耦合。但是，由于金属柱插入谐振腔中的深度同时改变谐振腔的谐振频率和谐振腔与传输线之间的耦合，会使滤波器微调变得困难。同时，由于谐振腔的频率和谐振腔与传输线的耦合之间的关联，也就是带阻滤波器的频率和阻带带宽之间不能独立变化，造成带阻滤波器的频率和阻带带宽的调节范围很窄。稍微改变滤波器的上述参数，便要求重新设计和加工带阻滤波器。这将需要进行重复设计和大量小批量生产，导致带阻滤波器的成本居高不下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加工简单、可以对频率和带宽实现宽带调节、结构紧凑的可调带阻滤波器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种可调带阻滤波器，主要由传输线外导体、以及设置在传输线外导体内部的传输线内导体构成，所述传输线外导体内表面的上面和底面为平面，传输线外导体开有耦合孔，所述传输线外导体外壁连接有至少2个谐振腔，所述谐振腔内部通过耦合孔与传输线外导体内部相通，所述传输线外导体两端分别依次连接有金属板和同轴接头，所述同轴接头内导体贯穿金属板和传输线外导体并与传输线内导体连接。

所述谐振腔沿传输线内导体的轴向排列在传输线外导体一侧。

所述谐振腔上设置有频率调谐螺钉，频率调谐螺钉贯穿谐振腔外壁并延伸进谐振腔内部；频率调谐螺钉的轴线与传输线外导体的底面平行并与传输线内导体的轴线垂直；所述谐振腔内壁连接有金属内导体，该金属内导体的形状为柱体，金属内导体的轴线与传输线外导体的底面平行并与传输线内导体轴线垂直。

所述传输线外导体外表面设置有匹配调谐螺钉，匹配调谐螺钉贯穿传输线外导体外壁并延伸进传输线外导体内部；在传输线内导体轴线方向，所述匹配调谐螺钉的轴线与距离该匹配调谐螺钉最近的耦合孔的中心线之间的距离小于相邻两个耦合孔的中心线之间距离的1/5。

所述传输线内导体的形状为柱状体，其上表面和下表面均与传输线外导体底面平行。

还包括至少两对支撑介质，每对支撑介质包括位于传输线内导体同一经线上的两个支撑介质，所述两个支撑介质分别位于传输线内导体的上下两侧，每块支撑介质的上表面和下表面均与传输线外导体底面平行。

还包括固定螺钉，该固定螺钉从传输线外导体外伸入传输线外导体内部，位于每对支撑介质的正上方或正下方，固定螺钉进入传输线外导体的一端与支撑介质连接。

还包括贯穿传输线外导体和金属板的端面螺钉。 

所述传输线外导体两端面上分别设置有N组固定螺孔，其中N≥2，每组固定螺孔由M个螺孔组成，其中M≥2；任意一组固定螺孔中相邻螺孔中心的间距小于相邻两组固定螺孔的1/3倍间距；所述传输线外导体两端面上均还设置有矩形调整通孔。

所述金属板上设置有N个矩形通孔，其中N≥2；所述金属板上还设置有与同轴接头外导体相匹配的圆孔，所述同轴接头内导体通过圆孔，并通过矩形调整通孔延伸进传输线外导体内部与传输线内导体连接。

一般的，本实用新型包括一根传输线内导体、以及至少2个谐振腔。所述谐振腔沿传输线内导体的轴向排列在传输线内导体的一侧。所述传输线内导体通过耦合孔与谐振腔连通。所述谐振腔上设置有频率调谐螺钉，其进入谐振腔的深度在带阻滤波器安装完备后可以从滤波器外通过松开螺帽后加以调节。

为了实现滤波器的小型化，所述谐振腔上设置有金属内导体。 该金属内导体的形状为轴向与传输线外导体底面垂直的柱体，并且该金属内导体只在传输线内导体一侧与谐振腔相连。这样的设置使该带阻滤波器方便采用铣切或结合铣切和线切割加工。

为了实现带阻滤波器在其通带频率内的匹配，所述传输线内导体上设置有匹配调谐螺钉。 该匹配调谐螺钉插入传输线内导体中的深度可以从传输线外导体外加以改变。 同时，在传输线内导体轴线方向该匹配调谐螺钉的轴线应尽量与耦合孔的中心线重合。

为了实现带阻滤波器宽带频率可调，所述频率调谐螺钉的轴线与该传输线外导体的底面平行并与传输线内导体的轴线垂直。

所述传输线由传输线外导体和传输线内导体组成，该传输线内导体的形状为柱状体。为了方便在带阻滤波器安装后改变传输线内导体与耦合孔之间的距离，我们设置了至少一对支撑介质。每对支撑介质安置在传输线内导体轴线上同一位置，位于传输线内导体的上方和下方。每块支撑介质和传输线内导体的上面和下面为与传输线外导体底面平行的平面的一部分。

为了使传输线内导体在传输线外导体中的位置根据滤波器的带宽参数需要调整完备后固定，我们还设置了固定螺钉。我们在传输线内导体上面的支撑介质的上面设置固定螺钉， 或者在传输线内导体下面的支撑介质的下面设置固定螺钉。我们调节固定螺钉进入传输线外导体的深度可以从传输线外导体外通过支撑介质将传输线内导体在传输线外导体中的位置锁住。

所述传输线内导体两端分别与同轴接头相连。传输线内导体与耦合孔之间的距离可以在传输线外导体外通过同时改变同轴接头和金属板的位置加以改变。

本实用新型解决了传输线内导体调整的问题，一般情况下，现有的传输线内导体均采用固定模式，不可移动。因此不便于调节滤波的操作。

因此，我们采用在传输线外导体外设置有与支撑介质连接的固定螺钉，通过拧松固定螺钉松开支撑介质，可以方便地改变同轴接头和金属板的位置，从而使得与支撑介质接触的传输线内导体定向移动，以此改变传输线内导体与耦合孔之间的距离，因此做耦合调节。由于传输线内导体还穿过传输线外导体的两端，为了满足上述调节，因此传输线外导体两端通孔设置为矩形调整通孔，传输线内导体连接的同轴接头可在矩形调整通孔做定向移动并带动传输线内导体移动。在此基础上，传输线内导体并没有固定结构，因此我们在此设计有一个与此相匹配的金属板，金属板的设置有通孔，用于固定同轴接头，其金属板还设置矩形通孔，用于调整金属板与传输线外导体的相对连接位置。

本滤波器的工作原理为：

首先，电磁波信号从传输线内导体的一端输入到传输线内导体中并沿传输线内导体传输。当信号遇到耦合孔时，该信号被第一次分配。其中一部分沿传输线内导体继续传输，另一部分进入谐振腔中被反射回来，被第二次分配。分别沿传输线内导体传输和反射。

在某个频率，从谐振腔中反射回来沿传输线传输的信号与第一次分配后沿传输线内导体传输的信号相位相差180度时，两部分信号将相互抵消，使得沿传输线内导体继续传输的总信号幅度很低。这时，这个频率的大部分信号沿传输线内导体返回而不能沿传输线内导体传输。这样的一个谐振腔起到了阻止某些频率信号通过的作用。沿传输线内导体排列的几个谐振腔使得处于阻带频率内的信号更少通过，同时让处于通带内的信号更多通过。

本实用新型的优点在于加工简单、频率和带宽都可以在很宽的范围内从滤波器外加以调节、结构简单。本实用新型的带阻滤波器可望广泛用于各微波波段的电子系统中，特别是雷达、导弹制导、通信等军事及民用领域。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的俯视示意图。

图2为本实用新型实施例一的传输线外导体端面上螺孔示意图。

图3为本实用新型实施例一的金属板上通孔示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

如图1、2、3所示，一种可调带阻滤波器，包括一根传输线内导体1和一个传输线外导体2，3个谐振腔3。传输线内导体1设置在传输线外导体2内部，所述传输线外导体2内表面的上面和底面为平面，传输线外导体2开有3个耦合孔4，所述传输线外导体2外壁连接有3个谐振腔3，所述谐振腔3内部通过耦合孔4与传输线外导体2内部相通，所述传输线外导体2两端分别依次连接有金属板11和同轴接头10，所述同轴接头10内导体贯穿金属板11和传输线外导体2并与传输线内导体1连接。

所述谐振腔3沿传输线内导体1的轴向排列在传输线外导体2一侧。

所述每个谐振腔3上设置有1颗频率调谐螺钉5，频率调谐螺钉5贯穿谐振腔3外壁并延伸进谐振腔3内部；频率调谐螺钉5的轴线与传输线外导体2内表面的底面平行并与传输线内导体1的轴线垂直；所述谐振腔3内壁连接有金属内导体6， 该金属内导体6的形状为柱体，金属内导体6的轴线与传输线外导体2内表面的底面平行并与传输线内导体1轴线垂直。

传输线外导体2外表面设置有匹配调谐螺钉7，匹配调谐螺钉7贯穿传输线外导体2外壁并延伸进行传输线外导体2内部；在传输线内导体1轴线方向，所述匹配调谐螺钉7的轴线与距离该匹配调谐螺钉7最近的耦合孔4的中心线重合。

所述传输线内导体1的形状为柱状体，其上表面和下表面均与传输线外导体2内表面底面平行。

本实用新型还包括两对支撑介质8，每对支撑介质8包括位于传输线内导体1同一经线上的两个支撑介质8，所述两个支撑介质8分别位于传输线内导体1的上下两侧，每块支撑介质8的上表面和下表面均与传输线外导体2内表面底面平行。

本实用新型还包括固定螺钉9，该固定螺钉9从传输线外导体2外伸入传输线外导体2内部，位于每对支撑介质8的正上方，固定螺钉9进入传输线外导体2的一端与支撑介质8连接。

本实用新型还包括贯穿传输线外导体2和金属板11的端面螺钉12。 

如图2所示，传输线外导体2两端面上分别设置有N组固定螺孔13，其中N为4，每组固定螺孔13由M个螺孔组成，其中M为2；任意一组固定螺孔13中相邻螺孔中心的间距小于相邻两组固定螺孔13的1/3倍间距；所述传输线外导体2两端面上均还设置有矩形调整通孔15。

如图3所示，金属板11上设置有N个矩形通孔14，其中N为4；所述金属板11上还设置有与同轴接头10外导体相匹配的圆形通孔，所述同轴接头10内导体通过圆形通孔，并通过矩形调整通孔15延伸进传输线外导体2内部与传输线内导体1连接。

本实用新型的其它实现方式是多种多样的，但我们在这里只给出了比较好的实现方式。比如，每个谐振腔3中的金属内导体6可以省略，只让频率调谐螺钉5调节带阻滤波器的频率。但有时会由于频率调谐螺钉5进入谐振腔太深，使滤波器的抗震能力减弱。传输线内导体1也可以采用圆柱形，不采用任何支撑介质8和固定螺钉9，但会影响传输线内导体1位置稳定性。同时，在其它位置增加匹配调谐螺钉7的数目，有利于进一步改善带阻滤波器通带传输特性。

如上所述便可较好实现本实用新型。

Claims (10)

1.一种可调带阻滤波器，其特征在于：主要由传输线外导体（2）、以及设置在传输线外导体（2）内部的传输线内导体（1）构成，所述传输线外导体（2）内表面的上面和底面为平面，所述传输线外导体（2）开有耦合孔（4），所述传输线外导体（2）外壁连接有至少2个谐振腔（3），所述谐振腔（3）内部通过耦合孔（4）与传输线外导体（2）内部相通，所述传输线外导体（2）两端分别依次连接有金属板（11）和同轴接头（10），所述同轴接头（10）内导体贯穿金属板（11）和传输线外导体（2）并与传输线内导体（1）连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调带阻滤波器，其特征在于：所述谐振腔（3）沿传输线内导体（1）的轴向排列在传输线外导体（2）一侧。

3.根据权利要求1所述的一种可调带阻滤波器，其特征在于：所述谐振腔（3）上设置有频率调谐螺钉（5），频率调谐螺钉（5）贯穿谐振腔（3）外壁并延伸进谐振腔（3）内部；频率调谐螺钉（5）的轴线与传输线外导体（2）的底面平行并与传输线内导体（1）的轴线垂直；所述谐振腔（3）内壁连接有金属内导体（6）， 该金属内导体（6）的形状为柱体，金属内导体（6）的轴线与传输线外导体（2）的底面平行并与传输线内导体（1）轴线垂直。

4.根据权利要求1所述的一种可调带阻滤波器，其特征在于：所述传输线外导体（2）外表面设置有匹配调谐螺钉（7），匹配调谐螺钉（7）贯穿传输线外导体（2）外壁并延伸进传输线外导体（2）内部；在传输线内导体（1）轴线方向，所述匹配调谐螺钉（7）的轴线与距离该匹配调谐螺钉（7）最近的耦合孔（4）的中心线之间的距离小于相邻两个耦合孔（4）的中心线之间距离的1/5。

5.根据权利要求1所述的一种可调带阻滤波器，其特征在于：所述传输线内导体（1）的形状为柱状体，其上表面和下表面均与传输线外导体（2）底面平行。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种可调带阻滤波器，其特征在于：还包括至少两对支撑介质（8），每对支撑介质（8）包括位于传输线内导体（1）同一经线上的两个支撑介质（8），所述两个支撑介质（8）分别位于传输线内导体（1）的上下两侧，每块支撑介质（8）的上表面和下表面均与传输线外导体（2）底面平行。

7.根据权利要求6所述的一种可调带阻滤波器，其特征在于：还包括固定螺钉（9），该固定螺钉（9）从传输线外导体（2）外伸入传输线外导体（2）内部，位于每对支撑介质（8）的正上方或正下方，固定螺钉（9）进入传输线外导体（2）的一端与支撑介质（8）连接。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种可调带阻滤波器，其特征在于：还包括贯穿金属板（11）的端面并与传输线外导体（2）连接的螺钉（12）。

9. 根据权利要求8所述的一种可调带阻滤波器，其特征在于：所述传输线外导体（2）两端面上分别设置有N组固定螺孔（13），其中N≥2，每组固定螺孔（13）由M个螺孔组成，其中M≥2；任意一组固定螺孔（13）中相邻螺孔中心的间距小于相邻两组固定螺孔（13）的1/3倍间距；所述传输线外导体（2）两端面上均还设置有矩形调整通孔（15）。

10.根据权利要求9所述的一种可调带阻滤波器，其特征在于，所述金属板（11）上设置有N个矩形通孔（14），其中N≥2；所述金属板（11）上还设置有与同轴接头（10）外导体相匹配的圆孔，所述同轴接头（10）内导体通过圆孔，并通过矩形调整通孔（15）延伸进传输线外导体（2）内部与传输线内导体（1）连接。

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