[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于消逝模的小型化波導(dǎo)濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010097193.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111326838B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林先其;秦濤;康玉心;于家偉;陳越騰;安剛;朱忠博;樊勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01P1/208
• 分類(lèi)號(hào): H01P1/208
• 代理公司: 成都科奧專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 51101
• 代理人: 余麗生

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于消逝摸的小型化波導(dǎo)濾波器，包括標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)、消逝模濾波通道、用于消逝模濾波通道定位的兩個(gè)銷(xiāo)釘以及用于固定消逝模濾波通道與標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)的四個(gè)固定螺絲釘。本發(fā)明采用消逝摸濾波通道折疊的設(shè)計(jì)方法與金屬薄片堆疊的實(shí)現(xiàn)方式，實(shí)現(xiàn)了高階消逝摸波導(dǎo)濾波器的設(shè)計(jì)與小型化。其優(yōu)點(diǎn)是可以助力高頻段微波通信系統(tǒng)的小型化、輕量化、集成化、低成本化，而且其加工周期短，多種不同的器件尺寸可以通過(guò)設(shè)計(jì)不同金屬片的厚度輕松實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濾波器技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種基于消逝模的小型化波導(dǎo)濾波器。

背景技術(shù)

伴隨著通信系統(tǒng)工作頻段的逐步增高，鏈路對(duì)低損耗的波導(dǎo)器件的需求也逐步提升。濾波器作為一種頻率選擇器件，也在當(dāng)今的通信系統(tǒng)中向著小型化、輕量化、低成本化的方向發(fā)展，因此，小型化易集成的波導(dǎo)濾波器仍是學(xué)術(shù)界以及工業(yè)界的熱門(mén)研究對(duì)象。

為減小波導(dǎo)濾波器的尺寸，徐立公開(kāi)了一種多枝節(jié)耦合的小型化波導(dǎo)濾波器(徐立、王清源，一種小型化波導(dǎo)濾波器，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，申請(qǐng)?zhí)?01810570576，申請(qǐng)日2018.06.05)，通過(guò)在主傳輸線(xiàn)上沿橫向并聯(lián)多級(jí)短路枝節(jié)，實(shí)現(xiàn)整體濾波器的小型化。但是這種結(jié)構(gòu)需要的枝節(jié)數(shù)量較多，既導(dǎo)致了加工難度與成本的增加，也使得橫向尺寸增加，縱向尺寸也受到限制。為實(shí)現(xiàn)在增大濾波器階數(shù)時(shí)盡量保持器件尺寸小型化的目的，儲(chǔ)鵬公開(kāi)了一種基于凹陷諧振結(jié)構(gòu)的小型化濾波器(儲(chǔ)鵬，一種小型化波導(dǎo)濾波器，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，申請(qǐng)?zhí)?01610758831.4，申請(qǐng)日2016.08.30)，輸入輸出通過(guò)探針完成饋電，諧振器的耦合通過(guò)不同尺寸的凹陷結(jié)構(gòu)嵌套完成。但是這種結(jié)構(gòu)的尺寸嚴(yán)重受到最外層凹陷結(jié)構(gòu)的限制，同時(shí)隨著工作頻率的增高，凹陷結(jié)構(gòu)的加工與嵌套將難以實(shí)現(xiàn)，輸入輸出的耦合也難以滿(mǎn)足通信系統(tǒng)中波導(dǎo)級(jí)聯(lián)的要求。為了減小諧振單元尺寸，優(yōu)化耦合結(jié)構(gòu)，等人公開(kāi)了一種基于消逝模的波導(dǎo)濾波器(Corona-Chavez,A.,et al.(2011).Novel microwave filtersbased on Epsilon Near Zero waveguide tunnels.Microwave and OpticalTechnology Letters 53(8):1706-1710.)，通過(guò)消逝模的特性，這種結(jié)構(gòu)的濾波器耦合窗能夠?qū)崿F(xiàn)折疊，但是整體尺寸受到半波長(zhǎng)諧振單元的限制，同時(shí)，由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)諧振腔之間的交叉耦合，帶外抑制相對(duì)較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于消逝模的小型化波導(dǎo)濾波器，在實(shí)現(xiàn)多階數(shù)的條件下，引入帶外傳輸零點(diǎn)以?xún)?yōu)化帶外抑制度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的小型化、集成化和低成本化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于消逝模的小型化波導(dǎo)濾波器，包括標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)、消逝模濾波通道、用于消逝模濾波通道定位的兩個(gè)銷(xiāo)釘以及用于固定消逝模濾波通道與標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)的四個(gè)固定螺絲釘，其特征在于：所述消逝模濾波通道由第一消逝模金屬片、第二消逝模金屬片、第三消逝模金屬片、第四消逝模金屬片、第五消逝模金屬片、第六消逝模金屬片、第七消逝模金屬片進(jìn)行堆疊而成；所述的七個(gè)消逝模金屬片的四個(gè)頂角處全部打有用于固定的金屬通孔，中部打有用于定位固定的銷(xiāo)釘孔。所述的七個(gè)消逝模金屬片中間位置處分別打有第一導(dǎo)行通道，第二導(dǎo)行通道，第三導(dǎo)行通道，第四導(dǎo)行通道，第五導(dǎo)行通道，第六導(dǎo)行通道，第七導(dǎo)行通道；所述的標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)的輸出端為標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)法蘭盤(pán)，四個(gè)頂角處打有用于固定的金屬通孔；所述的四個(gè)固定螺釘與金屬片上的金屬通孔以及標(biāo)準(zhǔn)法蘭盤(pán)上金屬通孔直徑相同；所述的用于定位固定的銷(xiāo)釘孔直徑與用于消逝模波導(dǎo)通道定位的兩個(gè)銷(xiāo)釘直徑相同；通過(guò)兩個(gè)銷(xiāo)釘依次穿過(guò)七個(gè)消逝模金屬片上的銷(xiāo)釘孔將消逝模金屬片位置進(jìn)行固定形成消逝模濾波通道；四個(gè)固定螺釘將消逝模濾波通道固定在標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)上。

進(jìn)一步的，所述的第二導(dǎo)行通道、第四導(dǎo)行通道和第六導(dǎo)行通道的長(zhǎng)邊尺寸為在濾波器通帶最低頻率處，對(duì)應(yīng)空氣填充金屬波導(dǎo)在不截止條件下的最小波導(dǎo)長(zhǎng)邊尺寸；所述的第二導(dǎo)行通道、第四導(dǎo)行通道和第六導(dǎo)行通道的短邊尺寸由所需工作帶寬決定，工作帶寬越寬，短邊尺寸越大。