[發明專利]一種高抑制度小輸入駐波諧波抑制濾波器的設計和實現方法

無效

• 申請號: 201110383249.1
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102569979A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 湯袁亮;戴煒;寧永鈾
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: H01P11/00
• 分類號: H01P11/00;H01P1/212
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高抑制度小輸入駐波諧波抑制濾波器的設計和實現方法，特別是一種微波大功率諧波濾波器對高次諧波進行有效抑制的技術方法，本發明可實現對雷達等設備的發射機產生的四次諧波的抑制達到64dB以上，并可實現發射主頻信號的小駐波輸入和饋線系統損耗無明顯增大。

背景技術

諧波抑制濾波器作為分離有用和無用信號的重要部件，其性能的優劣直接影響相關設備的工作運行質量。現在，諧波抑制濾波器已被廣泛應用于微波、毫米波通信、微波導航、制導、遙測遙控、衛星通信以及軍事電子對抗等多種領域。并對諧波抑制濾波器的要求也越來越高，高阻帶抑制、低通帶損耗、寬頻帶、高功率等成為主要技術指標要求。

諧波濾波器一般以在波導寬邊開兩排孔，窄邊開一排孔為主，以解決對雷達二、三、四次諧波的吸收。該結構的濾波器對二、三、四次諧波的吸收效率通常遞減10dB左右，要實現對四次諧波的有效吸收(60dB以上)，必須相應增加濾波器的長度和體積，增大器件的插入損耗。

發明內容

本發明針對諧波抑制濾波器高阻帶抑制、小輸入駐波的要求，采用在波導寬邊開四排、窄邊開兩排的吸收孔同時在波導寬邊按一定規律擺放聚四氟乙烯塊對四次諧波進行高次模式的激發，使其更好地進入副波導被末端的吸收負載所吸收。以達到最佳吸收效果。對諧波抑制濾波器的首尾吸收孔采用寬邊尺寸漸變的形式以減小諧波濾波器的輸入駐波。

本發明為解決高阻帶抑制、小輸入駐波的技術問題所采用的技術解決方案分為兩個部分：

1、為了實現高阻帶抑制，在主波導寬邊開4排、窄邊開2排、120列矩形孔尺寸為16*6共1440個小孔作為吸收諧波的副波導的輸入口，并加工一定數量聚四氟乙烯材質的圓形介質塊(反面有一定高度的凸臺)，按照一定的規律膠黏于主波導的一側寬邊上(凸臺嵌于副波導內)用于提高高阻帶抑制性能(附圖2)，同時高阻帶抑制性能還須有高效能的諧波吸收負載與之匹配，采用常規負載一般要35mm以上，本發明采用兩片負載疊加的結構形式大大的減短了負載長度，只需20mm左右就能達到預期目的(附圖3)。降低了加工難度、成本，相應的減小了諧波抑制濾波器的體積。

2、為了實現小輸入駐波，采用吸收孔寬邊漸變的形式減小諧波濾波器的輸入駐波(附圖3)。為實現高阻帶衰減需有足夠的微波傳輸長度，相應的增加了加工和調試難度及成本，本發明采用了介質塊調配技術，即吸收孔首尾漸變的形式，可實現諧波抑制濾波器的小輸入駐波時高阻帶衰減性能。本發明可以減小加工難度和成本，并減少生產后期調試中需同時兼顧高阻帶衰減、小輸入駐波、小主頻損耗等多種要求帶來的諧波抑制濾波器調試工作程序復雜度和工作量，通過以上技術可實現諧波抑制濾波器的阻帶衰減64dB以上，主頻輸入駐波小于1.15，主頻損耗0.1dB。

附圖說明

圖1為高抑制度小駐波諧波抑制濾波器外形結構圖；

圖2為濾波器仿真結構圖；

圖3為濾波器內部介質塊擺放以及吸收孔開孔形式示意圖；

圖4為副波導末端負載外形示意圖。

具體實施方式

1、采用在波導寬邊開四排、窄邊開兩排的吸收孔的結構形式。

2、針對諧波抑制濾波器高抑制度的要求，加工聚四氟乙烯介質塊規格為φ30*5mm圓盤，反面加工有與吸收孔尺寸相對應的矩形凸臺，同時按照所標QN281-2002聚四氟乙烯表面活化工藝規范對聚四氟乙烯進行表面活化處理以增加長期震動環境下膠結強度，提高器件可靠性。再將凸臺處放置于吸收孔內，并用704膠結，一般放置于波導一側寬邊的中間兩排孔內以諧波抑制濾波器長度方向上的中心位置為基點，左右相鄰各擺放10個左右即能比較容易的獲得高阻帶衰減性能(附圖3)。同時對副波導末端匹配負載進行了以下處理：根據吸收孔口徑尺寸，使用鐵氧體材料壓模成大小適當(保留打磨余量)的楔形微波吸收片，同樣方法制作一個尺寸略小于主負載的疊加負載，經多次打磨、測試(駐波小于1.05)，將二者用環氧樹脂黏牢置于120°烘箱內烘干，保溫3小時再整體放置于副波導末端用704膠黏，以達到減短負波導長度的目的(附圖4)。

3、針對小輸入駐波的要求，將過渡吸收孔的尺寸設計為7*6、8*6、9*6、10*6...16*6、16*6...16*6、16*6...10*6、9*16、8*16、7*16(mm*mm)，孔中心間距為7mm，首尾漸變的方式開孔共12排120列，內孔邊緣倒0.5mm角(附圖3)。加工后無需作任何調試就可以實現小輸入駐波還保證了高功率工作時的可靠性。