[發明專利]采用電容加載傳輸線的帶阻濾波器

有效

• 申請號: 201110279549.5
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102354782A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 徐照旭;羅勇;賈寶富;朱兆君;王巍東
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/209
• 分類號: H01P1/209
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 詹福五

技術領域

本發明屬于無線通信系統用帶阻濾波器，特別是涉及一種傳輸線為階梯形傳輸線，在階梯形傳輸線不同直徑傳輸段的連接部產生跳變電容加載的帶阻濾波器。

背景技術

濾波器是無線通信系統中不可缺少的器件之一，無線通信系統在各種載體上的運用，要求濾波器在保證高性能的同時、還要求濾波器的體積小，重量輕，即還要求其具有小型化的特點、以便與相應的微波器件、通信設備配套。傳統的帶阻濾波器主要包括殼體及設于殼體內的一組諧振腔和位于各諧振腔口上部的傳輸線腔體，設于傳輸線腔體內具有相同軸截面的傳輸線及其接線端子(接頭)，位于諧振腔內帶調節螺紋的階梯軸諧振器組成。專利號為200820039655X、發明名稱為《腔體階梯阻抗帶阻濾波器》的專利技術即屬于此類濾波器。該帶阻濾波器為了縮短器件的長度將原為相同軸截面的直線形傳輸線改為相同橫截面的方波曲線形傳輸線、以滿足此類濾波器中相鄰諧振段之間中心距應不小于四分之一波長的理論值的限制，同時將等直徑圓柱體諧振器改為階梯阻抗諧振器，且以大直徑圓柱體作為諧振頭、小直徑圓柱體作為設有調節螺紋的諧振桿，以期提高諧振器的性能；該帶阻濾波器雖然將直線形的傳輸線改為方波曲線、在一定程度上縮短了器件的長度(可縮短近30％)，但卻增大了器件的橫向尺寸(增大20％)，體積最多縮小10％左右，因而其小型化程度有限；此外，在諧振桿直徑一定的前提下諧振頭直徑越大、諧振器的性能越好，該專利中階梯軸諧振器的諧振頭、諧振桿均設于對應的諧振腔內，諧振頭直徑的大小受制于諧振腔的直徑，這也限制了諧振頭與傳輸線耦合段配合(耦合)的面積和電容效應的提升，同時限制了階梯軸諧振器長度的進一步降低；因此、上述專利技術在帶阻濾波器的高性能與其小型化之間仍存在相互制約、相互影響，兩者不能兼顧，以及通帶的回波損耗小于15dB等弊?。淮送?、采用矩形波狀傳輸線，由于傳輸線的重心不在兩接線端子(接頭)的連線上，不但裝配比較困難，而且又存在使用過程中、特別是在移動工作過程中的穩定性和抗震性能差等缺陷。

發明內容

本發明的目的是針對背景技術存在的弊病，改進設計一種采用電容加載傳輸線的帶阻濾波器，在確保帶阻濾波器高性能的同時，達到結構緊湊、有效縮小器件的體積、降低重量，實現其小型化，提高通帶的回波損耗以及在移動工作過程中穩定性和抗震性等目的。

本發明的解決方案是將背景技術中采用相同橫截面的方波形傳輸線，改為設于同一軸芯線上的階梯形傳輸線(即直線形階梯傳輸線)，利用階梯形傳輸線中不同直徑傳輸段在其連接部所產生的電容跳變效應、以有效縮短相鄰諧振段之間的中心距及整個帶阻濾波器的長度和寬度；同時將原階梯軸諧振器的諧振頭、諧振桿均設于各諧振腔內，改為將各諧振頭伸出(移出)諧振腔而置于傳輸線腔體內、以解除諧振腔對諧振頭大小的限制，同時可加大諧振頭與諧振桿兩橫截面積之差，提高電容跳變效應、進一步縮短諧振器的長度和整個帶阻濾波器的體積，使其小型化；本發明即以此實現其發明目的。因此，本發明帶阻濾波器包括殼體及設于殼體內的一組諧振腔和位于各諧振腔上部的傳輸線腔體，設于傳輸線腔體內的傳輸線及設于傳輸線兩端殼體上的接線端子(接頭)，以及帶調節螺紋的階梯軸諧振器，關鍵在于傳輸線為含小橫截面的傳輸段及大橫截面的耦合傳輸段的階梯形傳輸線，傳輸段和耦合傳輸段均位于同一軸芯線上，傳輸線兩端分別與兩接線端子連接；階梯軸諧振器中僅帶調節螺紋的諧振桿設于各諧振腔內、而諧振頭則全部設于傳輸線腔體內，各階梯軸諧振器仍通過位于諧振桿上的調節螺紋及其螺母與殼體可調式緊固連接。

上述階梯形傳輸線中的耦合傳輸段為圓條形傳輸線或方條形傳輸線，當耦合傳輸段采用圓條形傳輸線時、各耦合傳輸段與諧振頭配合的部位為平面。而當諧振腔的個數大于8個時，為了確保傳輸線的穩定性，在傳輸線腔體的中部位置增設一絕緣介質支撐件以固定傳輸線。

本發明由于采用傳輸段和耦合傳輸段均位于同一軸芯線上的階梯形傳輸線，利用其連接部所產生的電容跳變效應將相鄰諧振器的中心距縮短50％左右、并可增大與諧振頭配合部(耦合面)的面積；將諧振頭全部設于傳輸線腔體內、以克服諧振頭端面積受制于諧振腔的弊病，同時可加大諧振頭與諧振桿兩橫截面積之差、將階梯軸諧振器的長度縮短45％左右，從而進一步縮小了帶阻濾波器的體積。本發明與背景技術相比、帶阻濾波器中傳輸線腔體和諧振腔體的總體積僅為背景技術的40％左右，整個帶阻濾波器體積可減小50％以上，通帶回波損耗可提高到20dB以上。因而，本發明具有帶阻濾波器結構緊湊、器件的體積小、重量輕，小型化效果顯著，通帶回波損耗可提高到20dB以上，以及在移動工作過程中穩定性和抗震性好等特點。