[發明專利]變形橢球諧振腔及基于其的無需調諧的雙模波導濾波器

有效

• 申請號: 201911049906.1
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110828959B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 郭誠;舒敏杰;張安學
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01P7/06
• 分類號: H01P7/06;H01P1/208
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 孟大帥

本發明公開了一種變形橢球諧振腔及基于其的無需調諧的雙模波導濾波器，變形橢球諧振腔的無需調諧的雙模波導濾波器結構上包括第一波導法蘭盤、第二波導法蘭盤和兩個雙模的變形橢球波導諧振腔；本發明提出的濾波器是基于雙模球形諧振腔濾波器改進而來。該雙模球形諧振腔濾波器利用一對極化兼并模式TM110、TM011設計雙模諧振腔，耦合和調諧結構的加工誤差對雙模濾波器性能的敏感度，將梯臺形耦合結構修正為半球狀凹陷，該濾波器易實現一體化加工，且無需后續調試；為了抑制另一個極化兼并模式TM101產生的雜散，在雙模變形橢球諧振腔的側壁開四個關于橢球中心對稱的弧形槽，用于抑制變形橢球諧振腔內的縱向TM101模式，從而實現了濾波器阻帶的雜散抑制。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種變形橢球諧振腔及基于其的無需調諧的雙模波導濾波器。

背景技術

由于通信系統頻譜日益緊張和高數據率的要求，通信系統的頻率不斷向高頻擴展，且頻段越來越多，通信系統越來越復雜，低損耗、低成本、小型化等性能成為對毫米波器件的必然要求。雙模或多模濾波器的設計以相同的體積實現更高濾波器階數，獲得更好的濾波性能，因此，雙模或多模設計對濾波器的小型化和低成本具有重要意義。但是，在多模濾波器設計中，由于多模腔內模式控制以及腔間模式間的耦合作用比較復雜，腔內模式對濾波器結構比較敏感，這樣就給多模濾波器的設計帶來了困難，同時，由于腔內模式對結構敏感性，微小的加工誤差常常會導致性能劇烈的惡化，這也給加工工藝帶來更高的要求。而且，多模腔內模式的復雜性和結構的敏感性也為后期調諧帶來了困難。

增材制造(AM)技術能實現器件的一體化加工，減小了器件加工過程中的裝配誤差、降低后期調試成本，能實現傳統減材制造技術所不能實現的復雜結構。但是由于增材制造技術應用較多的是基于樹脂材料的光固化技術或基于金屬材料的SLM技術，除了通常的加工工藝誤差外，由于加工過程中器件結構會皺縮或支撐材料對器件結構的影響，這造成進一步的誤差，這也為誤差敏感部件的加工帶來了困難。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種變形橢球諧振腔及基于其的無需調諧的雙模波導濾波器，旨在設計一種結構對工藝敏感度低、無需調諧的變形橢球諧振腔的無需調諧的雙模波導濾波器，并通過開槽的方式實現了阻帶雜散抑制。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是，一種變形橢球諧振腔，諧振腔為橢球形空腔，所述橢球形空腔的長軸兩端點處分別開設有法蘭盤耦合窗和諧振腔耦合窗，諧振腔耦合窗截面為十字形，所述橢球形空腔的側面設置半球形凹陷結構，橢球形空腔的側壁開設四個弧形槽，關于橢球中心對稱分布。

諧振腔耦合窗包括兩個十字交叉的第一矩形通孔槽和第二矩形通孔槽，第一矩形通孔槽的長度和寬度分別對應大于第二矩形通孔槽的長度和寬度。

四個弧形槽的中心線位于同一截面，所述截面垂直于橢球形空腔的長軸。

一種變形橢球諧振腔的無需調諧的雙模波導濾波器，包括第一波導法蘭盤、第二波導法蘭盤、第一變形橢球諧振腔和第二變形橢球諧振腔；第一變形橢球諧振腔和第二變形橢球諧振腔采用本發明所述變形橢球諧振腔，第一變形橢球諧振腔和第二變形橢球諧振腔耦合，第一變形橢球諧振腔和第二變形橢球諧振腔的長軸垂直于第一波導法蘭盤。

法蘭盤耦合窗包括第一耦合窗和第二耦合窗，第一耦合窗開設在第一變形橢球諧振腔與第一波導法蘭盤連接處；第二耦合窗開設在第二變形橢球諧振腔與第二波導法蘭盤接處。

第一耦合窗和第二耦合窗均呈階梯結構，其寬度為WR-90標準矩形波導法蘭的寬度，第一階梯豎直截面為矩形，其長度與WR-90標準波導法蘭長度相同；第一變形橢球諧振腔和第二變形橢球諧振腔之間設置諧振腔耦合窗，諧振腔耦合窗的截面為十字形，諧振腔耦合窗平行于第一波導法蘭盤。