[發明專利]一種基于波導的微波選頻器件有效

申請號：	202010418533.7	申請日：	2020-05-18
公開（公告）號：	CN111540990B	公開（公告）日：	2021-03-09
發明（設計）人：	趙林;謝慧;張志剛;吳華寧;馮慧婷	申請（專利權）人：	中國人民解放軍海軍工程大學
主分類號：	H01P1/207	分類號：	H01P1/207
代理公司：	武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224	代理人：	李佑宏
地址：	430033 ***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于波導微波器件
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【說明書】：

本發明公開了一種基于波導的微波選頻器件，該器件包括中空的波導盒和介質柱，波導盒為柱狀結構，波導盒的空腔為圓柱形結構，波導盒的空腔用于容納第一介質柱和第二介質，第一介質柱為圓柱形結構，第一介質柱的半徑小于空腔的半徑，空腔與第一介質柱之間的空隙部分填充第二介質，獲取微波選頻器件的等效磁導率為零時的頻率點，頻率點即為微波選頻器件的截止頻率，從而實現濾波選頻的功能，相比目前的微波選頻技術，該波導濾波選頻器件具有選頻靈敏準確，透射率調節方便靈活，結構簡單不易損壞，拆裝靈活，傳輸穩定損耗小、承受功率大等優點。

技術領域

本發明屬于微波領域，具體涉及一種基于波導的微波選頻器件。

背景技術

微波選頻器件研發是微波工程領域一個重要的方向。微波選頻器件在各種微波射頻設備中均有著廣泛的應用。目前的微波選頻器件主要采用兩種技術途徑實現，即采用LC元件的選頻電路多級串聯來實現，或者采用微帶慮波選頻來實現。

然而，對于LC元件的選頻電路多級串聯這種實現方式來說，濾波精度要求越高，需要串聯的LC選頻電路就越多，造成此類高精度濾波器件成本居高不下，結構復雜，LC元件容易損壞，承受的功率也小，不適用于大功率微波射頻設備，且使用額頻率也比較低，不適用于高頻濾波。進一步的，采用微帶濾波選頻，這種方式頻率響應慢，傳輸損耗大，濾波選頻曲線較平滑，選頻靈敏度差，承受的功率也比較小。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于波導的微波選頻器件，旨在解決微波選頻器件在實現高頻濾波的同時可以進行靈活調整的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于波導的微波選頻器件，該器件包括中空的波導盒和介質柱，波導盒為柱狀結構，波導盒的空腔為圓柱形結構，波導盒的空腔用于容納第一介質柱和第二介質，第一介質柱為圓柱形結構，第一介質柱的半徑小于空腔的半徑，空腔與第一介質柱之間的空隙部分填充第二介質，獲取微波選頻器件的等效磁導率為零時的頻率點，該頻率點即為微波選頻器件的截止頻率。

作為本發明的進一步改進，依據微波選頻器件的等效磁導率的計算式獲取微波選頻器件的等效磁導率為零時的頻率點，等效磁導率_μeff的計算式具體為：

其中，μ_r為第一介質柱的相對磁導率，H₃為波導盒在TE10模式下工作于其介質頻率點時的盒內磁場，S為微波選頻器件的橫截面積，S₃為ENZ波導盒的橫截面積，S₂為波導盒空腔的橫截面積，S₁為第一介質柱的橫截面積，J_n(-)表示n階第一類Bessel函數，k₁為第一介質柱的波數，k₂為第二介質的波數，ρ₁、分別為以第一介質柱的圓心O₁為極坐標原點展開后各個點的極坐標半徑、角度，ρ₂、分別為以空腔的圓心O₂為極坐標原點展開后各個點的極坐標半徑、角度，是空腔內的各點分別以第一介質柱的圓心O₁為極坐標原點和以空腔的圓心O₂為極坐標原點的角度差，N_n(-)表示n階第二類Bessel函數，d為第一介質柱的偏心距，B_n和C_n分別為待定系數。