[發明專利]一種同軸低通濾波器

有效

• 申請號: 201110293599.9
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102610878A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 賈寶富;羅勇;楊進釧;程少飛;侯麗華
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/202
• 分類號: H01P1/202
• 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

本發明屬于雷達、微波通信技術中的一種低通濾波器，特別是一種在高功率工作條件下可對高次諧波進行抑制的低通濾波器。

背景技術

濾波器是無線通信系統中不可缺少的器件之一，無線通信系統頻率資源的緊缺對濾波器的指標要求越來越高。由于頻譜越來越密集，相互之間的干擾也越來越明顯，為了避免這種干擾，則需要具有超寬帶高抑制特性的濾波器。傳統的同軸低通濾波器結構包括套筒、設于套筒內的帶高、低阻抗段的傳輸線(內導體)及分別與傳輸線兩端通過針形連接頭/孔連接的輸入、輸出接頭。文獻名為《Precise?Design?of?Coaxial?Low-Pass?Filters(同軸低通濾波器的精確設計)》(“IEEE?Transactions?Microwave?Theory?and?Techniques”，vol.MTT-16，pp.142-147，March?1968)所公開的技術即屬于此類同軸低通濾波器；但該低通濾波器存在以下不足：其一，只適用于頻率在3.0GHz以下時應用、其倍頻程帶寬僅2.3左右；其二，該同軸低通濾波器在高低阻抗傳輸線和接頭之間沒設阻抗匹配段、導致插入損耗很大，且傳輸線(高低阻抗線)的第一段直徑必須與接頭直徑相同，否則將影響濾波器的性能。而在公告號為CN201039100Y、發明名稱為《同軸型大功率低通濾波器-阻抗變換器》的專利文獻中所公開的同軸低通濾波器、雖然在傳輸線兩端與輸入、輸出接頭之間增設了阻抗匹配段，但該同軸低通濾波器也只能工作在FM廣播頻段(88-108MHz)、倍頻程帶寬僅2.4左右，且其高低阻抗線之間采用螺紋連接、其同心度差，對性能影響較大，器件的裝配難度大、成品率較低。因此，上述同軸低通濾波器存在倍頻程帶寬均低于2.5(僅2.3-2.4)、且當分別處于3.5GHz、108MHz以上的較高頻段工作時，由于高次諧波的影響，其性能會急劇下降，甚至失去濾波功能等缺陷。

由于同軸低通濾波器在8GHz以上的高頻段應用時，高次諧波對帶外抑制性能影響很大。例如，采用上述傳統方法設計的通帶為DC～12.4GHz的同軸低通濾波器，當工作在17～23GHz范圍內時，其高次諧波抑制度僅為55dB左右(圖3即為該低通濾波器對高次諧波的抑制效果曲線圖)，與高次諧波抑制度應＞75dB的要求差距較大；要提高其對高次諧波的抑制度、傳統的方法是通過減小同軸低通濾波器中傳輸線的直徑來實現，而傳統同軸低通濾波器中的傳輸線一般采用銅或鋁合金制作，當傳輸線的直徑、特別是其中高(特性)阻抗傳輸段過細時，不但其加工難度大、而且會大幅度降低濾波器的功率容量；此外由于其材質鋼性差、也將降低器件的強度、性能的穩定性和使用壽命。

發明內容

本發明的目的是針對背景技術存在的缺陷，改進設計一種同軸低通濾波器，以有效抑制高次諧波對超寬帶低通濾波器性能的影響；達到在確保高、低阻抗段的傳輸線具有足夠強度的基礎上、實現同軸低通濾波器6.5倍的倍頻程帶寬、提高器件的強度、功率容量、性能的穩定性和使用壽命，并降低器件的加工難度、提高產品的成品率等目的。