[发明专利]一种超宽带滤波器

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种滤波器，具体地说，是涉及一种利用腔体中加金属脊构成脊波导结构的超宽带滤波器。

背景技术

所谓超宽带滤波器使指相对带宽超过30％以上的带通滤波器。随着超宽带无线通信技术的迅猛发展，对超宽带无线通信电子设备提出了更高的要求。滤波器在超宽带无线通信系统中扮演着重要的角色，它起着选择信号的重要作用，是超宽带无线通信系统中必不可少的重要元件，它的工作性能好坏直接影响到超宽带无线通信系统的整体工作性能。

传统的超宽带滤波器多是用微带线、槽线以及缺陷地等结构实现，这种滤波器具有体积小的特点，但是也有插损大、带外抑制差、不易调试和成品率低等缺点。本发明专利采用脊波导结构可实现结构简单，差损小，性能稳定的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低插损、加工简单、易于调试、成品率高的超宽带滤波器。 本文定义的超宽带滤波器的相对带宽可以做到100％以上。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种超宽带滤波器，包括腔体、以及设置在腔体上的两个同轴线接头，以及设置在腔体上方的盖板，以及设置在腔体内部并与腔体底部连接的金属脊，所述同轴线接头主要由同轴线外导体以及贯穿同轴线外导体的同轴线内导体构成；金属脊远离腔体底部的一面为与盖板平行的平面，金属脊与腔体的两侧壁之间存在间隙，所述同轴线内导体伸入腔体中并与金属脊相接触，且所述同轴线内导体与金属脊连接一端的端面中心点高于金属脊远离腔体底部的一面。

所述伸入腔体中的同轴线内导体直接放置在金属脊远离腔体底部的一面上并与之接触。

所述金属脊在靠近腔体侧壁的侧面开有小槽，小槽位于该侧面的顶端，所述同轴线内导体设置于小槽内，所述同轴线内导体与金属脊连接一端的端面中心点高于金属脊远离腔体底部的一面。

在腔体上方的盖板上且位于伸入腔体的同轴线内导体的正上方设置有凹形槽，所述凹形槽的槽口开口方向为指向腔体底部，其凹形槽的槽长大于同轴线内导体伸入腔体中的长度。

所述腔体和金属脊的横截面形状为矩形。

所述凹形槽的横截面为矩形且与金属脊远离腔体底部的一面垂直的至少两根棱线倒圆。

所述凹形槽的横截面为圆形的一部分。

所述腔体内的金属脊正上方的盖板上有至少一颗调谐螺钉，所述调谐螺钉的轴向方向垂直于金属脊远离空波导底部的一面。

所述凹形槽正上方的盖板上有至少一颗调谐螺钉，所述调谐螺钉的轴向方向垂直于金属脊远离腔体底部的一面。

所述金属脊远离腔体底部的一面与盖板之间的间隙小于腔体高度的1/8。

本发明将同轴线内导体伸入腔体中并与金属脊相接触，且所述同轴线内导体与金属脊连接一端的端面中心点高于金属脊远离腔体底部的一面。这样使输入输出接头能在超宽度下更好的进行匹配；以往的滤波器采用将同轴线接头与金属脊中部的连接方式，这种设置只能满足一般的滤波功能，不能达到超宽带滤波的效果。经过实验得出，本发明将同轴线内导体与金属脊连接一端的端面中心点高于金属脊远离腔体底部的一面，这样的设置可实现输入输出接头能在超宽度下更好的进行匹配；以此可实现超宽带滤波的效果。

进一步的，同轴线接头的设置可分为两种，一种是直接将同轴线接头放置在金属脊远离腔体底部的一面上并与之接触。这样的设置结构简单，可节约加工生产成本，提高生产效率。另一种，本发明还将在金属脊在靠近腔体两侧壁的两端上开有小槽，小槽位于该侧面的顶端，同轴线内导体设置于小槽内，所述同轴线内导体与金属脊连接一端的端面中心点高于金属脊远离腔体底部的一面。

由于随着金属脊远离空波导底部的一面与盖板之间的间隙越小，则金属脊与空波导组成的脊波导的带宽将越来越大，下方的表一为矩形空波导宽度为15mm，高度为8mm，矩形金属脊宽度为4.92mm时CST的模式分析下的钱两个称电磁场分布的模式的传输频率。其中用gap表示金属脊远离空波导底部的一面与盖板之间的间隙，f1表示第一个模式的传输频率，f2表示为第二个模式的传输频率，频率的单位为GHz,长度的单位为mm。

表一

可以看出随着gap的变大，f1变大的趋势要比f2变大的趋势快得多，即f2与f1的比值越来越小，因此其相对带宽也就越来越小。

在此，为了实现滤波器的带宽超过100%的要求且回波损耗小于10dB的要求，根据实验经验得出本发明特将金属脊远离腔体底部的一面与盖板之间的间隙小于腔体高度的1/8。