CN204167448U - 一种双频同轴腔带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双频同轴腔带通滤波器，包括壳体，所述壳体内设置有第一隔板而将所述壳体分成处于前侧的与外界作用的电耦合部，和处于所述电耦合部后侧的磁耦合部，所述第一隔板的处于所述电耦合部和磁耦合部之间设有开口；所述电耦合部内与第一隔板垂直地设置有封闭的第二隔板而将所述电耦合部分成两个电耦合谐振腔；所述磁耦合部内设置有与所述第一隔板平行的第三隔板以及与所述第二隔板共线的第四隔板，而将所述磁耦合部分成四个磁耦合谐振腔；所述第三隔板和第四隔板的处于两相邻的磁耦合谐振腔之间设有开口。本实用新型通过不同的电耦合和磁耦合的组合结构实现了近频双通带带滤波功能，同时能够有效减少器件的体积。

Description

一种双频同轴腔带通滤波器

技术领域

本实用新型涉及腔体滤波器领域，具体地说，涉及一种双频带同轴腔带通滤波器。

背景技术

微波滤波器具有选频、分频和隔离信号等重要作用，在现代微波毫米波通信、卫星通信、遥感和雷达技术等系统中应用广泛，其性能优劣直接影响到整个系统的运行质量。同轴腔滤波器作为微波滤波器的一种，在通信系统中起着十分重要的作用。

随着频谱资源的日益紧张，需要利用诸如滤波器的选频器件对通信系统中的无用频率信号进行抑制。现有技术中的同轴腔带通滤波器通常只能实现单通带，其传输零点位于滤波器通带外用于提高带外抑制能力。

一般情况下，可以利用在同轴谐振腔之间开矩形耦合孔的方法实现腔间耦合，进而形成同轴腔滤波器。例如，图1为现有的带通滤波器中所设置的六个谐振器之间的耦合关系示意图。其中，谐振器1、2和3之间的主耦合采用磁耦合，谐振器4、5和6之间的主耦合同样采用磁耦合，同样的，谐振器3和4之间的主耦合采用磁耦合。谐振器2和5之间的交叉耦合采用电耦合。图2为其频谱响应曲线，图中曲线S21代表滤波器的通带，S11代表滤波器的回波损耗。基于现有单通带滤波器的耦合结构，需要使用两个滤波器组合使用才能实现双通带滤波。这导致双频带滤波器的体积结构大，对使用场合造成限制。

因此，亟需一种提供双频带滤波功能的小型化同轴腔带通滤波器。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种具双频同轴腔带通滤波器，包括壳体，在所述壳体内设置有第一隔板而将所述壳体分成处于前侧的与外界作用的电耦合部，和处于所述电耦合部后侧的磁耦合部，所述第一隔板的处于所述电耦合部和磁耦合部之间的部分存在有开口；

在所述电耦合部内与第一隔板垂直地设置有封闭的第二隔板而将所述电耦合部分成两个电耦合谐振腔；

在所述磁耦合部内设置有与所述第一隔板平行的第三隔板以及与所述第二隔板共线的第四隔板，而将所述磁耦合部分成四个磁耦合谐振腔；所述第三隔板和第四隔板的处于两相邻的磁耦合谐振腔之间的部分存在有开口。

根据本实用新型的一个实施例，所述壳体内在电耦合部前部设置第五隔板，而将壳体分为处于所述电耦合部前侧的与外界作用的附加部，所述第五隔板的处于附加部和电耦合部之间的部分存在有开口；

在所述附加部内设置有与第二隔板共线的封闭的第六隔板，而将所述附加部分成两个附加谐振腔。

根据本实用新型的一个实施例，在所述壳体前侧的侧壁上并排设置输入端口和输出端口，在所述谐振腔内部中间位置分别设置谐振管；所述输入端口和输出端口分别电连接至临近谐振腔的谐振管。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二隔板上穿设一交叉耦合杆，其杆体的两端向外延伸形成耦合盘，所述耦合盘的盘面分别与电耦合部的两个谐振腔的谐振管相对。

根据本实用新型的一个实施例，还包括封盖所述壳体的盖板，以及

调谐螺杆，其穿透所述盖板插入所述谐振管的中空部分；

调耦合螺杆，其穿透所述盖板插入所述开口。

根据本实用新型的一个实施例，所述开口设置在隔板上对应于相邻两个谐振管的位置。

根据本实用新型的一个实施例，所述输入端口和输出端口通过抽头线或者抽头片分别电连接至临近谐振腔的谐振管。

本实用新型的双频同轴腔带通滤波器通过不同的电耦合和磁耦合的组合结构可以实现近频双通带滤波功能，因此可以替代两个滤波器进行双通带滤波。从而能够有效减少器件的体积，实现双通带滤波器小型化设计。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是现有技术中带通滤波器的谐振器之间的耦合关系示意图；

图2是现有技术中带通滤波器的频谱响应曲线；

图3是根据本实用新型实施例一的双频同轴腔带通滤波器的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例一的双频同轴腔带通滤波器的盖板结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例一的双频同轴腔带通滤波器中所设置的谐振器之间的耦合关系示意图；

图6是根据本实用新型实施例一的双频同轴腔带通滤波器的频谱响应曲线；

图7是根据实用新型实施例二的双频同轴腔带通滤波器的的结构示意图；

图8是根据实用新型实施例二的双频同轴腔带通滤波器所设置的谐振器之间的耦合关系示意图；

图9是根据本实用新型实施例二的双频同轴腔带通滤波器的频谱响应曲线。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本实用新型作进一步地详细说明。

实施例一

图3是根据本实施例的双频同轴腔带通滤波器的结构示意图。如图3所示，双频同轴腔带通滤波器包括壳体31、第一隔板32、第二隔板33、第三隔板34、第四隔板35、谐振管36、交叉耦合杆37、耦合盘38、输入端口39、输出端口310、抽头线/抽头片311。

第一隔板32将壳体31分成处于前侧的与外界作用的电耦合部和处于所述电耦合部后侧的磁耦合部，所述第一隔板32的处于所述电耦合部和磁耦合部之间有开口，以使得电耦合部和磁耦合部之间通过磁耦合方式连通。

第二隔板33将所述电耦合部分成两个电耦合谐振腔，互相垂直的第三隔板34、第四隔板35将所述磁耦合部分成四个磁耦合谐振腔。第三隔板34和第四隔板35的处于两相邻的磁耦合谐振腔之间设置有开口，以使得磁耦合部的四个腔体通过磁耦合方式连通。

在谐振腔内部中间位置分别设置谐振管36，其设置在壳体31的底面并延伸至谐振腔内。

上述开口可以为中间开窗结构或者单边开窗结构。图3所示实施例为采用中间开窗结构，即开口设置在隔板上对应于相邻两个谐振管的位置。

所述第二隔板33上穿设一交叉耦合杆37，其杆体的两端向外延伸形成耦合盘38，所述耦合盘38的盘面分别与电耦合部的两个谐振腔的谐振管36相对，以使得电耦合部的两个谐振腔经由交叉耦合杆37实现交叉电耦合。

所述壳体31前侧的侧壁上并排设置输入端口39和输出端口310，用于连接外部信号。所述输入端口39和输入端口310分别通过电耦合连接至临近谐振腔的谐振管36。可使用图3所示的抽头线或抽头片311耦合结构，也可以采用圆盘电耦合或其他电耦合结构。

如图4所示，本实施例的双频同轴腔带通滤波器还包括封盖所述壳体的盖板41，调谐螺杆42以及调耦合螺杆43。通过调谐螺杆和调耦合螺杆的配合使用，可以补偿加工误差，将同轴腔带通滤波器的指标调到最佳性能。

其中，调谐螺杆42穿透盖板41插入谐振管36的中空部分，用于调节电耦合产生的谐振效果。调耦合螺杆43穿透所述盖板41插入第一隔板32的开口，用于调节磁耦合产生的谐振效果。

如图4所示，调谐螺杆42和调耦合螺杆43上设有锁紧螺帽。盖板41的开孔内设有内螺纹(图4中未示出)，调谐螺杆42和调耦合螺杆43上设有外螺纹，以螺纹套接于盖板41的开孔内。调谐螺杆42和调耦合螺杆43可在外力作用下与盖板41产生轴向相对移动，以调整谐振效果。在本实施例中，调谐螺杆42和调耦合螺杆43最上端开槽，可通过例如一字螺丝刀的调节工具以旋转的方式调整调谐螺杆42、调耦合螺杆43与盖板41的相对位置。本领域技术人员容易理解，也可以采用其他方式调整调谐螺杆42、调耦合螺杆43与盖板41相对位置。

需要说明的是，图4的示例仅仅标示出部分调谐螺杆和调耦合螺杆。由于图4所示调谐螺杆和调耦合螺杆的安装位置与图3中所示的谐振管和开口结构相配合，其他的调谐螺杆和调耦合螺杆未标出。

在双频同轴腔带通滤波器的结构做出改变的情况下，调谐螺杆和调耦合螺杆的安装位置也进行相应的调整。即盖板、调谐螺杆以及调耦合螺杆的结构关系不仅适用于实施例一，也适用其他实施例。

此外，壳体31可以采用铝、铝合金、铜、钢等材料加工，并采用铣、压铸、线切割等方式加工成形，其表面处理可以采用导电氧化、镀银、镀铜、镀金等方式，以降低电磁波传播损耗。

所述谐振腔可以采用图3所示矩形谐振腔，也可以采用圆柱形谐振腔。谐振管38可以采用图3所示的圆柱管，可以采用圆盘加载的圆柱形谐振管，也可以采用矩形谐振管。

图5是根据本实施例的双频同轴腔带通滤波器中所设置的六个谐振器之间的耦合关系示意图。如图5所示，谐振器1、2和3之间的主耦合采用磁耦合，谐振器4、5和6之间的主耦合同样采用磁耦合，同样的，谐振器3和4之间的主耦合采用磁耦合。谐振器1和谐振器6之间的交叉耦合采用电耦合，谐振器2和谐振器5之间的交叉耦合采用磁耦合。

通过上述耦合方式，可实现图6所示的频谱响应效果。图6是根据本实施例的双频同轴腔带通滤波器的频谱响应曲线。图中曲线S21代表滤波器的通带，S11代表滤波器的回波损耗。可以看出，S21曲线上产生两个近频通带，在两个通频带内部的回波损耗较小，对通频带外部的抑制效果较好。

本实施例利用一个同轴腔带通滤波器实现双频带滤波，而不必采用两个单频带滤波器，因此可以有效减小滤波器的体积，更适用于安装空间狭小的应用环境。

实施例二

图7为本实施例的双频同轴腔带通滤波器的结构示意图。如图7所示，本实施例的不同之处在于，所述壳体1内在电耦合部前部设置第五隔板71，而将壳体分为处于所述电耦合部前侧的与外界作用的附加部。所述第五隔板71的处于附加部和电耦合部之间的部分存在有开口，使得附加部和电耦合部通过磁耦合的方式连通。在所述附加部内设置有与第二隔板33共线的封闭的第六隔板72，而将所述附加部分成两个附加谐振腔。

如图7所示，本实施例中，输入端口39和输出端口310通过抽头线或者抽头片311分别连接附加部的两个附加谐振腔中的谐振管36。

根据不同情况，可以增加或减少所述附加谐振腔，在实施例一结构的基础上设计成多节滤波器，从而提高带外抑制能力。本实施例中增加了两个附加谐振腔，即相应增加了一节滤波器。

容易理解，本实施例的双频同轴腔带通滤波器还包括封盖所述壳体的盖板，以及穿设在盖板上的调谐螺杆和调耦合螺杆，用来调节电耦合和磁耦合的谐振效果。其中，调谐螺杆和调耦合螺杆的安装位置与图7所示的谐振管和开口结构相配合。

图8是根据实用新型第二个实施例中双频同轴腔带通滤波器所设置的谐振器之间的耦合关系示意图。如图8所示，谐振器1、2、3和4之间的主耦合采用磁耦合，谐振器5、6、7和8之间的主耦合同样采用磁耦合，同样的，谐振器3和4之间的主耦合采用磁耦合。谐振器2和谐振器7之间的交叉耦合采用电耦合，谐振器3和谐振器6之间的交叉耦合采用磁耦合。

图9是根据本实用新型实施例二中双频同轴腔带通滤波器的频谱响应曲线。如图9所示，图中曲线S21代表滤波器的通带，S11代表滤波器的回波损耗。可以看出，S21曲线上有两个近频通带，相比于实施例一，位于滤波器通带外的无用频率得到更强的抑制。

虽然本实用新型所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种双频同轴腔带通滤波器，包括壳体，其特征在于，在所述壳体内设置有第一隔板而将所述壳体分成处于前侧的与外界作用的电耦合部，和处于所述电耦合部后侧的磁耦合部，所述第一隔板的处于所述电耦合部和磁耦合部之间的部分存在有开口；

在所述电耦合部内与第一隔板垂直地设置有封闭的第二隔板而将所述电耦合部分成两个电耦合谐振腔；

在所述磁耦合部内设置有与所述第一隔板平行的第三隔板以及与所述第二隔板共线的第四隔板，而将所述磁耦合部分成四个磁耦合谐振腔；所述第三隔板和第四隔板的处于两相邻的磁耦合谐振腔之间的部分存在有开口。

2.根据权利要求1所述的双频同轴腔带通滤波器，其特征在于，所述壳体内在电耦合部前部设置第五隔板，而将壳体分为处于所述电耦合部前侧的与外界作用的附加部，所述第五隔板的处于附加部和电耦合部之间的部分存在有开口；

在所述附加部内设置有与第二隔板共线的封闭的第六隔板，而将所述附加部分成两个附加谐振腔。

3.根据权利要求1或2所述的双频同轴腔带通滤波器，其特征在于，在所述壳体前侧的侧壁上并排设置输入端口和输出端口，在所述谐振腔内部中间位置分别设置谐振管；所述输入端口和输出端口分别电连接至临近谐振腔的谐振管。

4.根据权利要求3所述的双频同轴腔带通滤波器，其特征在于，所述第二隔板上穿设一交叉耦合杆，其杆体的两端向外延伸形成耦合盘，所述耦合盘的盘面分别与电耦合部的两个谐振腔的谐振管相对。

5.根据权利要求4所述的双频同轴腔带通滤波器，其特征在于，还包括封盖所述壳体的盖板，以及

调谐螺杆，其穿透所述盖板插入所述谐振管的中空部分；

调耦合螺杆，其穿透所述盖板插入所述开口。

6.根据权利要求5所述的双频同轴腔带通滤波器，其特征在于，所述开口设置在隔板上对应于相邻两个谐振管的位置。

7.根据权利要求6所述的双频同轴腔带通滤波器，其特征在于，所述输入端口和输出端口通过抽头线或者抽头片分别电连接至临近谐振腔的谐振管。