[發(fā)明專利]波導(dǎo)濾波器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910342676.1
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110011014B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李津;黃冠龍;袁濤
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: H01P1/208
• 分類號: H01P1/208;H01P11/00
• 代理公司: 深圳市恒申知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 袁文英

本發(fā)明公開了一種波導(dǎo)濾波器，涉及電磁場與微波技術(shù)領(lǐng)域。該波導(dǎo)濾波器包括：第一波導(dǎo)法蘭盤、第二波導(dǎo)法蘭盤、第一波導(dǎo)、第二波導(dǎo)和四個半球諧振器。半球諧振器的腔體壁上開設(shè)有貫通的矩形槽，用于抑制半球諧振器中的電磁波高次諧振模式，以此拓展波導(dǎo)濾波器的無寄生阻帶帶寬。本發(fā)明還公開了一種波導(dǎo)濾波器的制造方法，波導(dǎo)濾波器結(jié)構(gòu)采用金屬粉末材料通過選擇性激光燒結(jié)3?D打印機一體打印而成，在實現(xiàn)了精確加工的同時無需裝配和調(diào)試，有效地提高了制造效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁場與微波技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種波導(dǎo)濾波器及其制造方法。

背景技術(shù)

空氣填充的金屬腔體諧振器是微波毫米波無源電路中的一種基本頻率選擇單元，具有射頻損耗低和功率容量大的優(yōu)勢，在濾波器、多工器、天線和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)等工程實踐中被廣泛應(yīng)用。通常，這些無源器件或電路要求金屬腔體諧振器具有較高的無載品質(zhì)因數(shù)以減小射頻損耗。

空氣填充的矩形和圓柱形諧振器是兩種常用的高無載品質(zhì)因數(shù)腔體諧振器，通常采用計算機數(shù)控銑等傳統(tǒng)的減材制造工藝加工。從而出現(xiàn)了一種具有更高無載品質(zhì)因數(shù)的金屬腔體諧振器為空氣填充的球形諧振器。但是，球形諧振器因具有高度對稱的物理結(jié)構(gòu)，其中的電磁波諧振模式高度簡并，且電磁波高次模式的諧振頻率在頻譜上靠近基模。對于帶通濾波器的應(yīng)用而言，這限制了濾波器的阻帶帶寬和阻帶抑制度。

基于球形諧振器的微波毫米波器件的物理結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以采用計算機數(shù)控銑工藝高效地制造，且加工這類腔體器件往往需要將結(jié)構(gòu)拆分為多個部件分別加工，最后再重新裝配在一起。這樣的加工模式制造效率低，裝配過程中需要使用大量螺絲和銷釘?shù)染o固件，而且裝配誤差大，冗余結(jié)構(gòu)材料多，不利于在微波毫米波通信系統(tǒng)中實現(xiàn)腔體濾波組件的高性能、快速和一體化集成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種波導(dǎo)濾波器及其制造方法，旨在解決基于球形腔體諧振器的波導(dǎo)濾波器中，電磁波高次模式引入的寄生諧振未得到抑制，無寄生阻帶帶寬窄，阻帶抑制度差和濾波器一體化加工成型難度大的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種波導(dǎo)濾波器，所述波導(dǎo)濾波器包括：第一波導(dǎo)法蘭盤、第二波導(dǎo)法蘭盤、第一波導(dǎo)、第二波導(dǎo)和四個半球諧振器；

所述第一波導(dǎo)及所述第二波導(dǎo)均為矩形波導(dǎo)，所述第一波導(dǎo)的一端與所述第一波導(dǎo)法蘭盤相連，另一端與半球諧振器相連，所述第二波導(dǎo)的一端與所述第二波導(dǎo)法蘭盤相連，另一端與半球諧振器相連；

四個所述半球諧振器均設(shè)置在所述第一波導(dǎo)及第二波導(dǎo)之間，均為空氣填充的腔體諧振器，相鄰兩兩半球諧振器之間的底平面相互抵接并錯位級聯(lián)且呈共線式排布；

四個所述半球諧振器的半球頂面均開設(shè)有貫通的矩形槽；

所述半球諧振器的矩形槽沿所述半球諧振器半球面的對稱線呈軸對稱開設(shè)；所述半球諧振器開設(shè)的矩形槽的延伸方向垂直于第一波導(dǎo)法蘭盤的輸入端口及第二波導(dǎo)法蘭盤的輸出端口之間的連線；

四個所述半球諧振器相互抵接處開設(shè)有圓形窗口以供相鄰半球諧振器之間進行電磁能量的耦合，首尾兩個所述半球諧振器底平面上開設(shè)有半圓形窗口以供分別與第一波導(dǎo)及第二波導(dǎo)進行電磁能量的耦合。

本發(fā)明第二方面提供一種波導(dǎo)濾波器，所述波導(dǎo)濾波器包括：第一波導(dǎo)法蘭盤、第二波導(dǎo)法蘭盤、第一波導(dǎo)、第二波導(dǎo)和四個半球諧振器；

所述第一波導(dǎo)及所述第二波導(dǎo)均為矩形波導(dǎo)，所述第一波導(dǎo)的一端與所述第一波導(dǎo)法蘭盤相連，另一端與半球諧振器相連，所述第二波導(dǎo)的一端與所述第二波導(dǎo)法蘭盤相連，另一端與半球諧振器相連；

四個所述半球諧振器均設(shè)置在所述第一波導(dǎo)及第二波導(dǎo)之間，均為空氣填充的腔體諧振器，四個所述半球諧振器包括：兩個分別與所述第一波導(dǎo)及所述第二波導(dǎo)相耦合的無槽半球諧振器，以及分別與兩個所述無槽半球諧振器相耦合的兩個開槽半球諧振器；