[發明專利]一種W波段波導帶通濾波器

有效

• 申請號: 202111603445.5
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114267928B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 徐開達;劉逸群;李建星;張安學
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種W波段波導帶通濾波器，包括：波導和固定設置于所述波導內的介質基板；所述介質基板部分設置于所述波導的內腔內；所述介質基板設置于所述波導的內腔內的部分沿預設的毫米波信號傳播方向，依次設置有輸入過渡矩形金屬條帶、周期矩形金屬條帶和輸出過渡矩形金屬條帶；所述介質基板設置于所述波導的內腔外的部分設置有射頻地。本發明具體提供了一種W波段介質基板波導帶通濾波器，其具有高阻帶抑制特性、良好矩形系數、低插損、工作帶寬寬和靈活通帶調節特性，可滿足現代特定場景通信的需求。

技術領域

本發明屬于毫米波濾波器技術領域，特別涉及一種W波段波導帶通濾波器。

背景技術

近年來隨著微波通信技術在軍、民用領域的快速發展，頻譜資源日益緊張，尤其在民用移動通信領域，頻譜資源已經接近飽和；為長足支撐5G及6G通信技術發展，在高頻段采用毫米波技術實現高質量通信成為了一個關鍵性研究課題。在毫米波通信中，為增加高頻頻譜資源利用率以及盡可能避免微波與毫米波系統間、毫米波系統彼此間的互相干擾，具有頻選特性的毫米波濾波器成為了實現這一目的的核心器件。毫米波通信具有方向性好、通信容量大以及分辨率高的優點。其中，3mm電磁波對應微波頻段劃分的W波段，具有頻帶寬、頻譜資源豐富、大氣衰減損耗小等特點，因而成為毫米波通信的重要研究頻段。與之對應地，W波段帶通濾波器的研究成為近年來的一個重要課題之一。

目前在W波段有部分濾波器是基于微帶線、帶狀線實現的，雖然微帶線、帶狀線的引入減小了制作難度與濾波器體積，但是普遍存在功率容量小、Q值低、插損較大的問題。相比之下，腔體結構的濾波器(包括波導結構、同軸腔體結構)具有功率容量大、Q值高、適用頻譜范圍廣、插損小和高溫散熱性能良好的特點，但是其體積往往較大且加工難度與制作成本較高。結合以上問題，現有研究工作嘗試將介質基板引入特定腔體或波導之中，來同時兼顧高Q值、低損耗、結構緊湊、體積小且加工簡單的特點。

具體的，申請號為202110415147.7的中國發明專利申請，公開了一種W波段E面波導濾波器；申請號為202110177842.4的中國發明專利申請，公開了一種W波段波導帶通濾波器。上述公開的技術方案，具有靈活的帶寬調節能力與良好的插入損耗特性；然而，其均是基于介質基板的微帶諧振器結構來引入傳輸零點，以實現濾波器的帶外抑制特性，由于存在多個諧振器會導致其濾波器本身結構復雜且難以分析；同時，基于引入傳輸零點來形成的阻帶抑制程度有限且濾波器矩形系數不算突出，難以滿足目前特定的阻帶高抑制應用場景需求(示例性的，如電子兼容領域的噪聲抑制等)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種W波段波導帶通濾波器，以解決上述存在的一個或多個技術問題。本發明具體提供了一種W波段介質基板波導帶通濾波器，其具有高阻帶抑制特性、良好矩形系數、低插損、工作帶寬寬和靈活通帶調節特性，可滿足現代特定場景通信的需求。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供的一種W波段波導帶通濾波器，包括：波導和固定設置于所述波導內的介質基板；

所述介質基板部分設置于所述波導的內腔內；

所述介質基板設置于所述波導的內腔內的部分沿預設的毫米波信號傳播方向，依次設置有輸入過渡矩形金屬條帶、周期矩形金屬條帶和輸出過渡矩形金屬條帶；所述介質基板設置于所述波導的內腔外的部分設置有射頻地；

所述輸入過渡矩形金屬條帶包括多個輸入過渡矩形金屬條帶單元；所述多個輸入過渡矩形金屬條帶單元沿毫米波信號傳播方向平行分布且尺寸逐漸增長；每個輸入過渡矩形金屬條帶單元均由完全相同的兩個輸入過渡矩形金屬條帶單元組成部構成；所述兩個輸入過渡矩形金屬條帶單元組成部沿垂直于毫米波信號傳播方向的方向分布，且兩個輸入過渡矩形金屬條帶單元組成部均與所述射頻地連接；