[发明专利]一种采用十字形馈线的宽阻带同轴单腔三模宽带滤波器

说明书

本发明公开了一种采用十字形馈线实现宽阻带单腔三模宽带滤波器，包括：腔体，同轴腔实心内导体，SMA射频连接输入端口，SMA射频连接输出端口，输入端十字形馈线主枝节，输出端十字形馈线主枝节，输入端十字形馈线外耦合枝节，输出端十字形馈线外耦合枝节，输入端十字形馈线内耦合枝节，输出端十字形馈线内耦合枝节，整个滤波器结构为关于对称面A‑A’的对称结构。本发明在小尺寸的电路结构中，该滤波器实现了宽频通带特性、宽阻带范围、通带两边都有传输零点带来较高的通带选择性，此外，还具有低色散、设计和加工简单等特性，能够满足小型宽频通信系统的设计要求，可应用于移动通信、雷达、卫星等微波电子系统中。

技术领域

本发明涉及一种腔体宽带滤波器，尤其涉及一种采用十字形馈线的宽阻带同轴单腔三模宽带滤波器。

背景技术

近年来，随着无线通信技术、导航技术和电子对抗的发展，系统之间占用的频段越来越近，同时通讯器件做的越来越小，因此系统对射频收发前端的重要器件—微波滤波器的设计提出了越来越高的标准和要求。腔体滤波器具有高功率容量，高品质因数、高稳定性、低损耗、良好的温度特性等特点，因此常被用于通信基站、航空、航天、雷达、电子对抗、广播电视等电子设备中。同时，由于滤波器的谐振器尺寸与工作频率存在着一定的反比例关系，在频率较低时，滤波器的尺寸就会比较大，这制约了大尺寸滤波器的应用，因此在提高性能的基础上进行滤波器的小型化设计成为是微波滤波器研究者面临的主要挑战。但是腔体滤波器最大的缺点是体积和加工成本比其他形式的滤波器大得多。腔体多模滤波器是一种小型化的腔体滤波器，在腔体多模滤波器中，一个腔能实现多个单腔单模谐振器才能实现的滤波效果，因此减小了整个滤波器的尺寸，从而实现了腔体滤波器的小尺寸和低成本。为了减小滤波器的尺寸和降低加工成本，腔体多模滤波器的研究逐渐成为国内外的研究热点。

腔体多模滤波器的绝大多数都是窄带滤波器，随着通信速率的提升，高速率通信必须以宽带宽为前提，因此带宽的需求也因此增大。目前腔体多模滤波器在宽带的实现上只有两种方法：在一个腔里面隔离出多个小腔，形式上是一个腔体内的多个模式，实际上是将隔离出来的小腔体当成新的谐振器进行分析。这种方法类似与多个谐振器的级联，控制性较好，但是尺寸相对较大。第二种方法是找寻一个腔内存在宽带可能性的多个模式的这样的腔，通过引入一个结构，用该结构某个或某几个参数控制模式的谐振频率以及之间的模式耦合。这种方法的优点在于体积相对小，但是控制性不如第一种方法。

在目前的腔体多模宽带滤波器的研究中，有两个关键问题还没有解决：1、目前腔体多模宽带滤波器所有文献中，腔体三模宽带滤波器的FBW(相对带宽)最大只能做到30％，而市场有更宽带宽的需求，比如使得FBW大于40％，因此如何突破目前的带宽上限是一个急需解决的关键问题；2、腔体滤波器的寄生模式所产生的谐波严重影响滤波器的阻带特性，如何抑制谐波或者使谐波远离通带，从而实现宽阻带特性则是另一个急需解决的关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构紧凑、体积小、成本低、高Q值，高功率容量的采用十字形馈线的同轴三模宽带滤波器。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，构造一种采用十字形馈线实现宽阻带单腔三模宽带滤波器，包括：腔体，同轴腔实心内导体，SMA射频连接输入端口，SMA射频连接输出端口，输入端十字形馈线主枝节，输出端十字形馈线主枝节，输入端十字形馈线外耦合枝节，输出端十字形馈线外耦合枝节，输入端十字形馈线内耦合枝节，输出端十字形馈线内耦合枝节；所述采用十字形馈线实现宽阻带单腔三模宽带滤波器关于对称面A-A’对称；

所述输入十字形馈线主枝节与所述SMA射频连接输入端口的信号线相连；所述输出十字形馈线主枝节与所述SMA射频连接输出端口的信号线相连，所述SMA射频连接输入端口和所述SMA射频连接输出端口固定所述腔体的外壁上；所述同轴腔实心内导体垂直连接所述腔体的下底中心，所述同轴腔实心内导体的高度决定TM₀₁模的谐振频率；所述腔体直径影响TE+模和TE-模的谐振频率。