[发明专利]卫星通信地面站接收机滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种波导滤波器，尤其涉及含有交叉耦合的波导滤波器。

 

背景技术

目前，带通滤波器是一种基础电子元器件，它用来选择滤波器通带内的电信号，同时抑制滤波器阻带内的电信号。微波毫米波带通滤波器经常用在现代无线电收发信机中，应该具有低插入损耗、高选择性和宽阻带。例如，在Ka波段卫星通信地面站接收机中，滤波器应该能够传输19.2 GHz-21.2 GHz 频带内的信号，同时能够抑制发射频段29.5 GHz-30 GHz 频带内的信号，而且通带内的插入损耗应该小于1dB，为了避免同时接收和发射而产生的自阻塞效应，滤波器的阻带衰减至少应该大于45dB。

波导滤波器具有损耗小、功率容量大等优点，但是波导的强色散效应严重影响了波导滤波器的阻带性能。尽管采用E面不连续性，如脊波导，可以减小波导的色散效应，但是同时也导致整个滤波器结构复杂，加工成本显著增加。增加滤波器的级数，也可以加宽波导滤波器的阻带，提高滤波器的阻带衰减，但是同时也增加了滤波器的插入损耗和体积。

位于复频率面内虚轴上的传输零点可以用来提高滤波器的选择性和阻带衰减。实现传输零点的方法通常有两种：一是极点提取技术。传输零点采用带阻谐振器来实现，传输零点的位置由对应的带阻谐振器的谐振频率决定，该带阻谐振器同时也产生一个传输极点。此时，所有耦合可以具有相同极性。二是物理交叉耦合技术。在非相邻谐振单元之间引入交叉耦合，可以产生多条信号路径。如果在某个频点，两条路径的信号幅度相等、符号相反，那么这两条路径的信号互相抵消，一个传输零点将会出现在该频点。此时，必须同时实现两种极性的耦合。但是，由于物理尺寸的限制，利用上面两种技术实现的传输零点通常距离通带较近，不能用来提高远离通带的阻带衰减。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种卫星通信地面站接收机滤波器。利用非物理交叉耦合来实现远离通带的传输零点，从而在不增加滤波器级数的情况下，加宽滤波器阻带，大幅度提高远离通带的阻带衰减。

本发明的技术方案是：

一种卫星通信地面站接收机滤波器，它包括盖板和底板，所述的底板包括输入波导腔和输出波导腔，在输入波导腔和输出波导腔之间设有至少两个过尺寸波导谐振腔。

本发明的过尺寸波导谐振腔为多个，各过尺寸波导谐振腔之间通过耦合膜片进行级联。

本发明的过尺寸波导谐振腔包括至少一个TE101/TE301过尺寸波导腔和至少一个TE101/TE201过尺寸波导腔。

本发明的过尺寸波导谐振腔包括三个TE101/TE301过尺寸波导腔和一个TE101/TE201过尺寸波导腔，各过尺寸波导谐振腔之间通过耦合膜片进行级联。

本发明的过尺寸波导谐振腔由金属铝或其它金属加工而成，腔体内壁镀银；通过耦合膜片耦合激励第一个过尺寸波导谐振腔的一段波导；通过耦合膜片耦合到最后一个过尺寸波导谐振腔，输出通带信号。

本发明的各过尺寸波导谐振腔均具有主模和一个高次模，提供了两条信号传输路径，幅度相等、相位相反的信号叠加产生传输零点，并且传输零点位于距离通带较远的阻带，通过改变输入/输出的相对角度，改变传输零点的位置。

本发明的有益效果：

本发明利用非物理交叉耦合来实现远离通带的传输零点，从而在不增加滤波器级数的情况下，加宽滤波器阻带，大幅度提高远离通带的阻带衰减。

本发明的波导滤波器由几个过尺寸波导谐振腔级联而成，输入和输出采用一段波导。滤波器的通带由过尺寸波导谐振腔的主模形成，过尺寸波导谐振腔的高次模提供了另一条信号路径，和主模形成的信号路径互相叠加，从而产生了远离通带的传输零点。过尺寸波导谐振腔和耦合膜片的尺寸，可以根据通带特性和传输零点所需要的位置来确定，每一个传输零点由对应的过尺寸波导谐振腔及其耦合膜片的尺寸单独决定。

 

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是Ka波段卫星通信地面站接收机滤波器的S参数。

图3是Ka波段卫星通信地面站接收机滤波器的群时延。

 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

一种卫星通信地面站接收机滤波器，它包括盖板1和底板2，所述的底板2包括输入波导腔3和输出波导腔4，在输入波导腔3和输出波导腔4之间设有至少两个过尺寸波导谐振腔。

本发明的波导滤波器，包括