[发明专利]内置横向超导膜片的毫米波矩形波导滤波器

说明书

技术领域

本发明属于毫米波波导滤波技术领域，涉及毫米波波导滤波器，特别涉及一种内置横向超导膜片的毫米波矩形波导滤波器。

背景技术

毫米波滤波器在毫米波通信、卫星通信、导航、制导、电子对抗以及电子测量仪表系统等毫米波系统中有着广泛的应用，其性能的优劣往往会影响整个毫米波系统的质量。平面结构的滤波器主要由微带线、带状线或共面波导等平面传输线构成。该种滤波器易于集成但是插入损耗大，几乎不予采用。近几年发展起来的主要有介质滤波器和E面插入波导滤波器。相对于传统滤波器，介质滤波器体积大大减小，但是带内插损较大；E面插入波导滤波器带内插损低，但是远端带外抑制度不好，特别表现在对高频段的带外抑制。

随着现代移动通讯技术的迅速发展，频谱资源越来越紧缺，使得对无线通信系统的前端接收设备的要求越来越高。为了减少通信系统间的干扰，要求接收前端的滤波器有更高的矩形系数(即带边更为陡峭)和更低的插入损耗。

发明内容

本发明的目的是为了降低滤波器的插损并提高矩形系数，充分利用超导膜片的零电阻特性，提出了一种横向插入超导膜片的毫米波矩形波导滤波器。

本发明的技术方案为：内置横向超导膜片的毫米波矩形波导滤波器，包括矩形波导，其特征在于，在所述矩形波导内垂直于矩形波导能量传递方向的不同平面上插入固定有多片超导膜片，相邻超导膜片构成毫米波谐振腔，相邻谐振腔间设置有耦合。

进一步的，上述设置于谐振腔间的耦合为直接耦合结构。

进一步的，在超导膜片的耦合处去除部分超导薄膜形成开口，所述开口作为谐振腔间的直接耦合结构。

进一步的，所述矩形波导的内壁生长有超导膜。

本发明的有益效果：本发明的内置横向超导膜片的毫米波矩形波导滤波器充分利用超导材料的极低表面电阻，设计出来的滤波器兼具低插损和高矩形系数。与传统的金属形成的波导腔体相比，本发明的腔体内壁生长有超导膜，进一步减小了滤波器的插入损耗，为设计出更多级的滤波器提供了技术支撑，提高了滤波器的带外抑制，最终使毫米波滤波器的性能大大提高。通过在插入的超导膜片上去除部分超导薄膜形成直接耦合结构，利用超导膜片的基片作为力学结构支撑，提高了实物与仿真结构性能的一致性，简化了装配程序。

附图说明

图1为本发明的内置横向超导膜片的毫米波矩形波导滤波器一实施例的俯视平面结构示意图；

图2为图1所示滤波器的立体结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例是根据本发明的原理而设计，下面结合附图和具体的实施例对本发明的原理作进一步的阐述。

如图1及图2所示为本发明的具体实施例：

在本实施例的内置横向超导膜片的毫米波矩形波导滤波器中，包括矩形波导1，在所述矩形波导1内垂直于矩形波导能量传递方向的不同平面上通过插入的方式固定有多片超导膜片2，相邻超导膜片构成毫米波谐振腔，相邻谐振腔间设置有耦合3。在本实施例中具体设置了4片超导膜片，形成3个谐振腔。在具体应用中，可以根据工程问题对滤波器中心频率、矩形系数等参数要求的不同，调整使用相应的超导膜片数量、调整超导膜片的位置、调整耦合的耦合系数以及对矩形波导尺寸做相应调整。

为了更适应于工程应用，简化设计结构，本实施例优选采用了直接耦合结构作为谐振腔间的耦合。并将其具体设计为以下结构形式：在超导膜片的耦合处去除部分超导薄膜形成开口。

调整谐振腔的个数和谐振腔间的耦合系数以获得不同的设计指标，所述设计指标是指滤波器的工作带宽、纹波系数、插入损耗以及带外抑制等参数。其中谐振腔的个数和谐振腔间的耦合系数通过改变超导膜片的尺寸、数量以及矩形波导的尺寸可以得到。由于根据滤波器的设计指标计算矩形波导及超导膜片尺寸以及计算超导膜片在矩形波导中的位置属于现有技术理论范畴，对于本领域的普通技术人员属于公知常识，故在此不展开详述。因而本方案涉及该方面的技术实现是清楚且完整的。

为了进一步降低器件的插入损耗，提高器件性能，本实施例在所述矩形波导的内壁生长超导膜(超导厚膜)或者采用内壁生长有超导膜的矩形波导。由于超导厚膜生长工艺并非本发明的创新点，同时属于现有技术范畴，故在此不做详述。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。