[实用新型]一种基于螺旋金属线的低通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于螺旋金属线的低通滤波器，具体地说，是涉及一种利用金属线和金属板构成的低通滤波器。

背景技术

在一根同轴内导体上周期性地电容加载可以实现低通滤波器。最常见到的低通滤波器包括圆盘加载的同轴结构内导体和阻抗突变的微带内导体两种。前者有结构复杂、加工精度要求高、支撑难、过渡频段抑制不够陡峭、调试难等缺点。后者有通道高端损耗高、功率容量低、阻带抑制深度有限、过渡频段抑制不够陡峭、无法微调等缺点。最近市场上出现的悬置带线低通滤波器与普通微带低通滤波器相比，由于引入传输零点使过渡频段抑制陡峭度得到一定程度的改善。同时，由于信号能量部分分布于空气中，悬置带线低通滤波器通带高端插损高的问题也得到部分解决。但是，悬置带线低通滤波器仍存在功率容量低、阻带抑制深度有限、无法微调等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构加工简单、调试方便、通带截止频率高的低通滤波器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种基于螺旋金属线的低通滤波器，包括设置有金属空腔的底座，以及设置在底座上的盖板，以及位于金属空腔中的至少三个金属板，所述金属板通过金属线连接在一起，且金属板通过绝缘材料与金属空腔绝缘；所述金属线在两相邻的金属板之间为螺旋形。

为了形成滤波功能，金属板与金属空腔要形成绝缘，一般采用介质悬空设置金属板，但是为了减小滤波器的体积，因此金属板通过绝缘材料与金属空腔绝缘。为了形成串联信号处理，因此使用金属线将各个金属板连接在一起。所述金属线在两相邻的金属板之间为螺旋形。基于几何学，可有效的在单位面内增加滤波器的中金属线的长度。可使得在减小滤波器整体体积的前提下，不会产生对滤波器性能的影响，即，当滤波器的体积小后，金属线的长度任然能够达到预定的设计长度。相比直线、折线、曲线，螺旋线的长度均比直线、折线、曲线长。

所述金属线为柱状体，其横截面形状沿其轴线保持一致。

所述金属线横截面形状为圆形。

所述金属线横截面形状为矩形。

基于上述金属线的形状的限制，一般采用圆柱形的金属线。

金属空腔的横截面形状为矩形；所述金属板与金属线轴线垂直的横截面形状为矩形，金属板与金属线轴线平行的表面采用绝缘材料包裹；绝缘材料的厚度≤0.15mm，金属板靠近金属空腔底部的两个角为倒角，倒角半径小于或等于金属板宽度的1/3。

形成倒角后方便金属板能快速简便的插入金属空腔。

根据实验数据对比，当绝缘材料的厚度≤0.15mm时，寄生通带的中心频率与通带截止频率的比值会逐渐随着绝缘材料厚度的减小而变大，我们基于这样的实验结果，在根据我们常规设计，我们一般采用寄生通带的中心频率与通带截止频率的比值较大的设计，寄生通带的中心频率与通带截止频率的比值越大，滤波器的性能越好，因此基于上述原理与设计的基础，我们在此设计的绝缘材料的厚度一般≤0.15mm。为了有效的说明问题，结合下列附表1在进一步的说明。

附表1为绝缘材料厚度、通带截止频率（GHz）、寄生通带中心频率（GHz）的实验数据对照表

基于该表，我们可得出如下结果，当绝缘材料厚度等于0.25mm时，寄生通带中心频率（GHz）与通带截止频率（GHz）的比值为4.6，当绝缘材料厚度等于0.2mm时，寄生通带中心频率（GHz）与通带截止频率（GHz）的比值为5.1，当绝缘材料厚度等于0.15mm时，寄生通带中心频率（GHz）与通带截止频率（GHz）的比值为6，当绝缘材料厚度等于0.1mm时，寄生通带中心频率（GHz）与通带截止频率（GHz）的比值为7；基于该计算结果，我们分析得出，当绝缘材料厚度≤0.15mm以后，寄生通带中心频率（GHz）与通带截止频率（GHz）的比值越变越大，而当缘材料厚度大于0.15mm以后，寄生通带中心频率（GHz）与通带截止频率（GHz）的比值越变越小。

因此，我们选择将绝缘材料的厚度设计为≤0.15mm为最佳效果。

形成倒角后方便金属板能快速简便的插入金属空腔。

所述金属板平行于金属线轴线方向的上表面开有向金属板中心点延伸的矩形槽，矩形槽的宽度比金属线的直径大0.01到1mm，一般选取矩形槽的宽度比金属线的直径大0.05mm，矩形槽长度等于金属板的厚度；金属线放置于矩形槽的内部并与矩形槽内壁接触。

因此金属线放置于矩形槽的内部并与矩形槽内壁接触，可使得金属板串接在一起。

所述金属线放置于矩形槽的槽底部并与矩形槽内壁接触。