[發(fā)明專利]小型化高頻高階模諧波抑制波導(dǎo)濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210856604.0
• 申請(qǐng)日: 2022-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN115084810B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣運(yùn)石;王檠;袁興武;王斌;羅明;羅經(jīng)平;夏致媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南應(yīng)用磁學(xué)研究所（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第九研究所）
• 主分類號(hào): H01P1/212
• 分類號(hào): H01P1/212
• 代理公司: 綿陽(yáng)市博圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51235
• 代理人: 黎仲

本發(fā)明公開了小型化高頻高階模諧波抑制波導(dǎo)濾波器，屬于微波元器件技術(shù)領(lǐng)域，包括直波導(dǎo)段（1），在所述直波導(dǎo)段（1）的中間的左右兩端對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)完全尺寸耦合腔（2），在兩個(gè)所述完全尺寸耦合腔（2）之間設(shè)置有數(shù)個(gè)不完全尺寸耦合腔B（5），所述不完全尺寸耦合腔B（5）的一邊與完全尺寸耦合腔（2）平齊；本發(fā)明在低通濾波器的基礎(chǔ)上，增加了波導(dǎo)寬邊尺寸變化的耦合腔，通過(guò)耦合腔寬邊尺寸變化，在滿足對(duì)TE₁₀模與TE₀₁模吸收的情況下，有效抑制了波導(dǎo)系統(tǒng)中TE₂₀模的傳播，實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)內(nèi)高頻高階模諧波的高效抑制，從而能夠以較小的尺寸（小至17mm），實(shí)現(xiàn)矩形波導(dǎo)系統(tǒng)高頻主要模式的抑制，避免干擾或燒毀電子通訊設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波元器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種小型化高頻高階模諧波抑制波導(dǎo)濾波器。

背景技術(shù)

采用矩形波導(dǎo)系統(tǒng)傳輸微波信號(hào)時(shí)，往往產(chǎn)生高頻諧波，具體而言：

（1）武器裝備發(fā)展趨勢(shì)之一是功率容量的不斷提高，但高功率發(fā)射機(jī)難于達(dá)到高的諧波譜純度，因此傳輸?shù)墓β手写嬖诟哳l諧波能量，若不進(jìn)行抑制，可能達(dá)到甚至超過(guò)臨近電子通訊設(shè)備的工作功率，會(huì)嚴(yán)重干擾甚至燒毀電子通訊設(shè)備；

（2）現(xiàn)有武器裝備部分采用雙頻天線，低頻發(fā)射信號(hào)中的高頻諧波容易干擾高頻信號(hào)的傳輸與接收；

（3）微波傳輸系統(tǒng)中也會(huì)產(chǎn)生高頻諧波，如不對(duì)稱的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換，高功率下波導(dǎo)環(huán)行器中的鐵氧體基片。

究其原因，矩形波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)中，存在多個(gè)傳輸模式，包括主模TE₁₀模，高頻還存在TE₂₀模與TE₀₁模等模式。濾波器則是在需要的頻段范圍讓主模通過(guò)，帶外高頻或低頻則根據(jù)需要，對(duì)主模和部分高次模進(jìn)行抑制。

為了對(duì)主模和部分高次模進(jìn)行抑制，目前的濾波器采用的主要方案如下：

現(xiàn)有方案一：低通濾波器結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括直波導(dǎo)段1，直波導(dǎo)段1的中間部分為完全尺寸耦合腔2，其中直波導(dǎo)段1包括波導(dǎo)寬邊11和波導(dǎo)窄邊12，在波導(dǎo)寬邊11傳輸方向，先壓縮了波導(dǎo)口窄邊尺寸，再增加了完全尺寸耦合腔2，所述的“完全尺寸耦合腔2”的寬邊尺寸與直波導(dǎo)段1的波導(dǎo)寬邊11尺寸一致，但是窄邊尺寸變化。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是傳輸方向尺寸小，圖中最小傳輸尺寸為12mm（需要說(shuō)明的是：這里的“最小傳輸尺寸”是指做完后的波導(dǎo)濾波器整體尺寸，從輸入到輸出口的，圖中不是完全產(chǎn)品，在現(xiàn)有圖1中無(wú)法準(zhǔn)確標(biāo)注，但產(chǎn)品的傳輸尺寸是通用的），可抑制TE₁₀模與TE₀₁模，但不能抑制TE₂₀模，其工作頻率回波損耗（圖2中的“b”）與傳輸損耗（圖2中的“a”）仿真曲線如圖2所示，諧波頻率傳輸損耗仿真曲線如圖3所示，從圖3可以看出，諧波頻率中TE₁₀模（圖3中的“B”）與TE₀₁模（圖3中的“A”）抑制可達(dá)60dB，但TE₂₀模（圖3中的“C”）抑制度0～10dB；

現(xiàn)有方案二：帶阻濾波器結(jié)構(gòu)，如圖4所示，在波導(dǎo)寬邊傳輸方向，保持波導(dǎo)窄邊尺寸不變的情況下，在對(duì)稱于波導(dǎo)口中心的位置上，增加了寬度小于波導(dǎo)寬邊的不完全尺寸耦合腔A3結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是傳輸方向尺寸小，圖中最小傳輸尺寸為14mm，可抑制TE₁₀模與TE₀₁模，但不能抑制TE₂₀模，其工作頻率回波損耗與傳輸損耗仿真曲線如圖5所示，諧波頻率傳輸損耗仿真曲線如圖6所示，從圖6可以看出，諧波頻率中TE₁₀模抑制達(dá)到45dB，TE₀₁模抑制可達(dá)60dB，但TE₂₀模抑制度未見衰減；