[发明专利]双孔波导型定向滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波器，具体地说，是涉及一种双孔耦合的宽带紧凑型波导定向滤波器。

背景技术

滤波器是现代微波通信和军事电子系统中的一种通用原件。定向滤波器由于输入端反射比常规滤波器低得多，在一些对器件匹配要求较高的场合，比如大功率功率放大器中有重要应用。定向滤波器的另一个重要用途是用作带通-带阻互补型双工器。已有的波导定向滤波器包括圆柱腔双模波导定向滤波器和利用两个波导裂缝电桥和两个滤波器实现的波导定向滤波器。前者为三维立体结构，需要分成多个部分分别加工，然后通过精密装配和焊接，然后再调试，导致成本增高。后者由于两个波导裂缝电桥的使用，使器件的体积较大。同时，由于波导裂缝电桥的带宽较窄，构成的波导定向滤波器的带宽较窄。根据传输线理论，两个带通滤波器的输入端和输出端分别与两根传输线耦合，如果输入端耦合点之间的间距与输出端耦合点之间的间距之差为180度，也可以构成定向滤波器。但是利用矩形波导实现这种定向滤波器的设计，至今未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可平面放置、结构单一、占地体积小的双孔波导型定向滤波器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：双孔波导型定向滤波器，包括主波导和副波导，还包括设置在主波导和副波导之间的第一滤波器和第二滤波器，主波导的两端上分别设有输入端口和输出端口A，副波导的两端上分别设有输出端口B和隔离端口，第一滤波器的输入端和第二滤波器的输入端分别通过一个耦合孔与主波导联通，第一滤波器的输出端和第二滤波器的输出端也分别通过一个耦合孔与副波导联通，与主波导联通的两个耦合孔的中心点之间的间距为X，与副波导联通的两个耦合孔的中心点之间的间距为Y， X小于或等于第一滤波器通带的中心频率时主波导的波导波长的50%，Y小于或等于第一滤波器通带的中心频率时主波导的波导波长。

所述主波导和副波导都为矩形空波导。

为了增大双孔波导型定向滤波器的通带带宽，在所述的耦合孔中，设置有底面与耦合孔内底面连接的金属柱，金属柱除底面以外的其余面都与耦合孔存在间隙。

所述主波导的上表面、副波导的上表面、第一滤波器的上表面、第二滤波器的上表面和耦合孔的上表面均处于同一平面内。

第一滤波器和第二滤波器均由串联的若干谐振腔构成，谐振腔内设置有金属体。

主波导和副波导相对于主波导和副波导之间的一个平面C呈镜像对称分布，该平面C与主波导的横截面垂直。

第一滤波器和第二滤波器相对于第一滤波器和第二滤波器之间的一个平面D呈镜像对称分布，所述的平面D与主波导轴线垂直。

主波导和副波导的轴线互相平行。

X小于或等于第一滤波器通带的中心频率时主波导的波导波长的50%，Y小于或等于第一滤波器通带的中心频率时主波导的波导波长，有利于器件的小型化设置。采用波导结构替代传统微带所制作出来的本发明这样的双孔定向滤波器其插损值明显减小，Q值大幅提高。

为了方便计算和设计，本发明相对于第一滤波器和第二滤波器之间的一个平面D呈镜像对称分布，此时所述的平面D与主波导轴线垂直，即第一滤波器和第二滤波器相对于第一滤波器和第二滤波器之间的一个平面D呈镜像对称分布，所述的平面D与主波导轴线垂直。

为了方便加工、装配和调试，本发明中所述主波导的上表面、副波导的上表面、第一滤波器的上表面、第二滤波器的上表面和耦合孔的上表面均处于同一平面内。

第一滤波器通带的中心频率和第二滤波器通带的中心频率一致，在第一滤波器通带的中心频率时,主波导和副波导的波导波长一致。

以往是以微带线或带状线来做的类似的定向滤波器，而本发明可以通过具有高Q值的波导来实现具备同样功能的定向滤波器，且以对称和平面排布为基准，减小其占地空间，使得应用范围更广。

具体的说，本发明的最大特点是去掉了两个波导裂缝电桥，有利于器件的小型化。同时，为了方便加工、装配和调试，降低器件成本，所述主波导，副波导，第一滤波器，第二滤波器和耦合孔的上表面齐平，使得所有的微波结构都设置在底座上并可以通过普通数控铣床一次性加工完成后，加上平面形状的盖板即可完成。