[發明專利]諧振腔波導濾波器

有效

• 申請號: 202110412614.0
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113258234B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 李津;袁濤
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01P1/208
• 分類號: H01P1/208
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 劉艷

本發明提供了一種諧振腔波導濾波器，包括金屬殼體以及兩個波導法蘭盤，金屬殼體的內部具有多個依次連接的非規則的諧振腔，諧振腔具有相互垂直的長軸和短軸，相鄰諧振腔的長軸垂直設置，位于金屬殼體兩端的兩個諧振腔的長軸均與饋電矩形波導的長度方向垂直設置。本發明所構造的諧振腔具有非規則金屬邊界條件，在不顯著惡化諧振腔基模Q值的前提下，使高次模數量減少，且在頻譜上遠離基模；在頻譜上拉開了諧振腔在水平方向上兩個極化正交的簡并高次模的諧振頻率，并通過設置耦合諧振腔連續正交的縮放方向，最小化這兩個極化正交的高次模的耦合系數，從而抑制這些高次模形成寄生通帶，顯著提升了濾波器的無寄生阻帶帶寬和阻帶抑制度。

技術領域

本發明屬于濾波器技術領域，更具體地說，是涉及一種諧振腔波導濾波器。

背景技術

通信系統微波濾波器要求其諧振器具備高品質因數(Q值)和寄生諧振模式遠離主模式的射頻屬性。高Q值諧振器可以使濾波器在同等帶寬下獲得更小的通帶插入損耗。遠寄生諧振模式可以使帶通濾波器的上阻帶帶寬大和抑制度高，以減小阻帶中諧波和干擾信號的影響。傳統的空氣填充的高Q值金屬諧振腔，如矩形、圓柱形和球形腔，具有規則且對稱的邊界條件，但因為幾何結構的對稱性，這些諧振腔存在大量簡并的高次諧振模式。

現有技術中，可以采用諧振腔枝節加載實現腔體濾波器小型化和遠寄生通帶的目標，但這是以顯著犧牲諧振腔的Q值，即增大濾波器通帶插入損耗，為代價的，且諧振腔枝節加載增大了其加工裝配的難度和誤差，導致濾波器制造和調試效率低下。枝節加載的諧振腔濾波器無論是采用傳統的計算機數控(CNC)銑工藝還是近年來高速發展的增材制造(3-D打印)工藝加工，均存在“枝節加載結構—加工工藝兼容性”和“枝節加載結構—結構誤差靈敏度”這兩組矛盾。例如，小型化枝節加載諧振腔濾波器需要大量調諧螺絲以補償加載枝節的加工誤差對濾波器射頻性能的影響；這類濾波器若用3-D打印工藝制作，需要3-D打印出支撐材料輔助這些枝節結構成型，而腔內的支撐材料在器件成型之后難以去除。此外，這些枝節輪廓的不連續性導致其邊緣上鍍金屬層的質量不佳，鍍層容易破損。

現有技術中，還可以采用選擇性地開槽濾波器中的諧振腔并搭配適當的級間耦合結構，在不影響主模通帶的前提下輻射出諧振腔的高次模，達到抑制寄生諧振、拓展濾波器無寄生阻帶帶寬的目的，帶來的問題是帶通濾波器上阻帶的電磁輻射給外電路帶來干擾，這也不利于抑制外來的阻帶干擾信號。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種諧振腔波導濾波器，旨在以盡可能小的Q值代價，獲得帶通濾波器盡可能大的無寄生無輻射阻帶帶寬，并獲得盡可能大的阻帶抑制度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種諧振腔波導濾波器，包括金屬殼體以及分別連接于所述金屬殼體兩端的兩個波導法蘭盤，所述金屬殼體的內部具有多個依次連接的非規則的諧振腔，所述波導法蘭盤開設有連通所述諧振腔的饋電矩形波導，所述諧振腔具有相互垂直的長軸和短軸，相鄰所述諧振腔的長軸垂直設置，位于所述金屬殼體兩端的兩個所述諧振腔的長軸均與所述饋電矩形波導的長度方向垂直設置，位于所述金屬殼體兩端的兩個所述諧振腔的短軸、所述饋電矩形波導的中心軸均共線設置。

在一個實施例中，設于所述金屬殼體中部的任意一個諧振腔為第一諧振腔，與所述第一諧振腔連接的兩個諧振腔設為第二諧振腔；

所述諧振腔的數量為三個，所述第一諧振腔的數量為一個，兩個所述第二諧振腔分別位于所述第一諧振腔長軸的相對兩側；或者，

所述諧振腔的數量為五個，所述第一諧振腔的數量為三個，三個所述第一諧振腔中，位于兩端的兩個所述第一諧振腔的長軸，與兩個所述第二諧振腔的短軸共線設置；或者，

所述諧振腔的數量為五個，所述第一諧振腔的數量為三個，其中一個所述第二諧振腔的長軸，與三個所述第一諧振腔中位于一端的所述第一諧振腔的短軸共線設置，另一個所述第二諧振腔的長軸，與三個所述第一諧振腔中位于另一端的所述第一諧振腔的短軸共線設置。