[發(fā)明專利]一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610192800.7
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105789792A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王世偉;鄭炳龍
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H01P1/207
• 分類號: H01P1/207
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濾波器的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波 器。

背景技術(shù)

微波濾波器是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中發(fā)射端和接收端必不可少的器件，它對信號 起分離作用，讓有用的信號盡可能無衰減的通過，對無用的信號盡可能大的衰 減抑制其通過。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，信號間的頻帶越來越窄，這就對濾 波器的規(guī)格和可靠性提出了更高的要求。矩形腔體濾波器具有高的頻率選擇性、 低插損、功率容量大、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而具有很高的應(yīng)用價(jià)值。腔體濾波器通 過在各腔諧振器之間開孔或加探針，實(shí)現(xiàn)電感或電容耦合，通過改變孔的位置、 大小或者探針的粗細(xì)長短等來控制耦合電感或耦合電容的強(qiáng)弱以實(shí)現(xiàn)各種濾波 器；而且很容易實(shí)現(xiàn)諧振器之間的交叉耦合，通過控制交叉耦合的數(shù)量和強(qiáng)弱 得以實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)的位置和數(shù)目。由于以上特點(diǎn)，研究腔體濾波器多模結(jié)構(gòu)、 腔體濾波器的小型化得到學(xué)者們的廣泛關(guān)注。

目前，現(xiàn)有腔體濾波器的具體情況如下：

1)諧振器的分離簡并模一般有四種方法：1.1)如圖1所示，通過耦合螺釘 來實(shí)現(xiàn)簡并模耦合時(shí)，為了避免相互作用，其位置應(yīng)位于兩個(gè)諧振(要耦合) 的電場強(qiáng)度最大值附近,且其余簡并模電場為零的區(qū)域，通常耦合螺釘與兩個(gè)極 化的電場成45o，但這種耦合方式可調(diào)諧范圍比較小；1.2)如圖2a和2b所示， 在諧振器45°角上方伸進(jìn)耦合螺釘，同樣可以分離簡并模；1.3)如圖3a和3b 所示，剖出個(gè)矩形切角，但這種耦合方式不易加工；1.4)如圖4a和4b所示， 在諧振器中心開槽，同樣這種耦合方式不易加工。

2)1951年林為干院士基于波導(dǎo)腔體內(nèi)模式的諧振頻率基本公式提出圓柱 形諧振腔中存在著多個(gè)簡并模式，并設(shè)計(jì)了顯著減小波導(dǎo)濾波器體積的一腔五 模濾波器，為一腔多模濾波器的研究奠定基礎(chǔ)。

3)1998年10月，G.Lastoria等人在IEEEMICROWAVEANDGUIDEDWAVE LETTERS發(fā)表題為“CADofTriple-ModeCavitiesinRectangularWaveguide”的文 章中。作者提出了一種采用金屬腔體切角的三模結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖5a所示，通過 控制切角的大小將若干個(gè)諧振模式平移到我們所需的通帶內(nèi)，它的仿真結(jié)果如 圖5b所示；這種耦合方式的結(jié)構(gòu)不易加工。

4)2004年1月，L.H.Chua等人發(fā)表題為“Analysisofdielectricloadedcubical cavityfortriplemodefilterdesign”文章中，提出利用同軸線作為饋電，如圖6a所 示，采用調(diào)諧螺釘?shù)慕橘|(zhì)腔體濾波器結(jié)構(gòu)，仿真結(jié)果如圖6b所示；這種采用耦 合螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)可調(diào)諧的范圍比較少，存在一定的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供了一種單腔、可產(chǎn)生 多模及傳輸零點(diǎn)的金屬腔體濾波器，可以實(shí)現(xiàn)帶通濾波，具有體積小、設(shè)計(jì)簡 單、易加工、性能好等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的滿足現(xiàn)代通訊系統(tǒng)的要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種單腔多模的金屬圓柱 腔濾波器，包括有圓柱形腔體、兩個(gè)端蓋及至少一個(gè)金屬棒和兩個(gè)饋電單元， 所述圓柱形腔體的兩端開口，并采用端蓋進(jìn)行密封，所述端蓋的形狀大小與相 應(yīng)開口的形狀大小相匹配，兩個(gè)饋電單元分別安裝在圓柱形腔體的兩個(gè)端蓋上， 所述金屬棒置于圓柱形腔體中，并與圓柱形腔體的側(cè)壁垂直相接。

所述金屬棒為均勻圓柱體或不均勻圓柱體，所述不均勻圓柱體由兩段粗細(xì) 不同的圓柱段連接而成。

所述金屬棒固接于圓柱形腔體的側(cè)壁中部。

所述饋電單元垂直安裝在端蓋的中心位置。

所述饋電單元由探針、SMA接頭、圓盤組成，所述探針垂直插裝在端蓋上， 其伸進(jìn)圓柱形腔體中的一端與圓盤固定相接，其外伸出圓柱形腔體的一端安裝 有SMA接頭。

所述圓柱形腔體、端蓋、金屬棒、饋電單元采用螺絲進(jìn)行固定。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：

本發(fā)明所提結(jié)構(gòu)應(yīng)用了多模的想法，濾波器的分?jǐn)?shù)帶寬較寬，在金屬諧振 腔腔壁，添加了金屬棒進(jìn)行微擾，實(shí)現(xiàn)一個(gè)多模、帶有傳輸零點(diǎn)的濾波器，具 有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、易加工等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣，能夠很好的滿足現(xiàn)代通訊 系統(tǒng)的要求。

附圖說明

圖1為采用現(xiàn)有技術(shù)第一種分離簡并模方法的諧振器(諧振器為矩形體) 結(jié)構(gòu)圖。