[发明专利]一种新型腔体滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及微波器件设计领域，主要应用于谐波探测器、雷达等通讯设备微波传输时的频率选择。

背景技术

滤波器是微波通信领域不可或缺的电子设备，其性能直接影响着通信系统的质量。随着通信技术日益更新，对滤波器的性能提出了更加苛刻的要求，例如：小尺寸、低插损、高选择性、远寄生通带等等。在各种类型的滤波器中，腔体滤波器具有低插损、耐高功率的特点而被广泛使用，但它也受到体积庞大的限制而不能运用与某些特殊的通信系统，特别是在低频下显得更加明显。当系统要求实现滤波器带外高抑制时，目前主要的做法是增加滤波器的阶数，但这样会大大增加滤波器的体积。

腔体滤波器是纯机械结构的微波无源器件，其性能与稳定性完全取决于腔体的内部结构特征。腔体滤波器主要分为两大类，一是交指腔体滤波器，二是梳状腔体滤波器。二者都是利用直接耦合的设计方法进行设计，选取的逼近函数都是切比雪夫型，但二者的曲线不是完全一样的，各自有着各自的特点和优势，交指耦合结构适用于宽带滤波器的设计，梳状耦合结构的滤波器适用于窄带滤波器的设计。

目前腔体滤波器小型化技术主要有：

1.电容加载技术，如电容加载技术、集总元件加载技术、瘠波导加载技术、高介电常数材料或其他新型材料加载技术；

2.使用新型谐振器技术。如双模或多模谐振器技术、阶跃阻抗变换谐振器技术、螺旋谐振器技术；

3.采用不同的滤波器结构技术，如交叉耦合结构技术、慢波结构技术、短路枝节结构技术等。

发明内容

本发明针对背景技术存在的缺陷，提供了一种新型的滤波器结构，该结构适用于窄带宽滤波器，可实现高带外抑制小型化的腔体滤波器。

本发明的技术方案如下：

一种新型腔体滤波器，所述腔体滤波器为切比雪夫带通滤波器，主要结构包括腔体、谐振柱、调谐螺钉、输入输出、盖板五大部分；所述的腔体滤波器的第一腔体和第二腔体谐振柱的耦合结构采用的是交指结构，由于腔体滤波器的对称结构，第八腔体和第九腔体谐振柱的耦合结构采用的也是交指结构；同时，所述腔体滤波器的其他谐振柱的耦合结构采用梳状结构。

进一步地，所述的腔体滤波器第一腔体的谐振柱开路端和第二腔体的谐振柱开路端呈中心对称，第二腔体至第八腔体谐振柱开路端在同一条直线上，间距较小，使得腔体体积减小，达到腔体小型化的目的。

进一步地，所述腔体滤波器是采取的是表面镀银的工艺，输入输出结构是有SMA与谐振第一腔体之间的50欧姆匹配，采用直接耦合的方式。

本发明中，腔体、谐振柱、调谐螺钉形成最基本的谐振单元。通过调谐螺钉来控制具体的谐振工作频率，此时，谐振柱与腔体尺寸以及调谐螺钉与谐振柱之间的距离，将共同决定单个谐振单元的谐振频率。

本发明的有益效果为：

1、本发明旨在实现窄带高频频率下工作的腔体滤波器体积小型化的问题，因此谐振柱之间耦合结构采用了交指梳状混合结构。滤波器阶数较多，带宽较窄时，第一腔体与第二体腔谐振柱之间耦合度过大，若采用梳状结构，两谐振柱之间距离会过近，导致调谐螺钉无法安装，因此第一腔体和第二腔体谐振柱采用交指结构，增加耦合间距，便于加工。

2、为缩小滤波器体积，其他第二腔体至第八腔体耦合度较小的谐振柱采用梳状结构，不仅实现了滤波器的小体积也实现了高抑制。

附图说明

图1为腔体滤波器整体结构示意图；

图2为腔体滤波器的双腔交指耦合结构示意图；

图3为腔体滤波器的双腔梳状耦合结构示意图；

图4为腔体滤波器的输入输出耦合结构示意图；

图5为腔体滤波器测试图。

其中，1.腔体 2.调谐螺钉，3.谐振柱，4.输入输出

具体实施方式

本发明提供了一种如图1所示的腔体滤波器，主要结构包括：腔体1、调谐螺钉2、金属材质的谐振柱3、输入输出4以及盖板。本实施例将详细介绍一款工作在4.77-5.1GHz，带外具有高抑制并且体积小型化腔体滤波器设计。

步骤1:首先设计腔体滤波器的单个谐振单元，腔体大小、谐振柱的长度、调谐螺钉长度，将共同决定腔体滤波器的工作频率。首先调整以上参数，实现所需要的谐振频率。