專利名稱：一種帶阻濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾波器，具體地說(shuō)，是涉及一種利用同軸傳輸線與諧振腔耦合構(gòu)成的一種帶阻濾波器。
背景技術(shù)：
在一根封閉的微波傳輸線側(cè)壁上增加一個(gè)f禹合諧振腔,可以在傳輸線的傳輸曲線上某些頻率產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)，從而阻止這些頻率的信號(hào)通過(guò)該傳輸線。目前最常見(jiàn)的帶阻濾波器包括一根同軸結(jié)構(gòu)的傳輸線和沿該傳輸線軸線排列的若干諧振腔。這些諧振腔在傳輸線一側(cè)為開(kāi)敞結(jié)構(gòu)，通過(guò)這些開(kāi)敞結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳輸線與諧振腔之間的耦合。諧振腔中設(shè)有金屬柱，金屬柱的長(zhǎng)度可以從濾波器外加以改變，可以同時(shí)調(diào)節(jié)諧振腔的諧振頻率和諧振腔與傳輸線之間的耦合。但是，由于金屬柱插入諧振腔中的深度同時(shí)改變諧振腔的諧振頻率和諧振腔與傳輸線之間的耦合，使金屬柱上的外螺紋和位于諧振腔上的螺孔的內(nèi)螺紋之間的配合松緊選擇帶來(lái)困難。如果太松，當(dāng)螺絲結(jié)構(gòu)鎖緊后，螺桿軸線方向在諧振腔中不確定，會(huì)使濾波器微調(diào)變得困難。如果太緊將使金屬柱轉(zhuǎn)動(dòng)困難，也會(huì)使濾波器的調(diào)試變得困難，這對(duì)加工公差提出了很高的要求。另外，為了獲得對(duì)稱的阻帶響應(yīng)，理論上需要諧振腔之間傳輸線的電長(zhǎng)度為阻帶中心頻率處波長(zhǎng)的1/4。在阻帶頻率較高的時(shí)候，要求傳輸線的長(zhǎng)度很短，這將會(huì)導(dǎo)致各個(gè)諧振腔之間的距離很近。在保證帶阻濾波器插入損耗足夠小的情況下，諧振腔的體積不能太小，諧振腔形狀為圓柱形的帶阻濾波器的諧振腔間距不能太小，不利于小型化；而諧振腔為柱狀矩形空腔的帶阻濾波器的諧振腔間距可以做得很小，有利于小型化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種加工簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、結(jié)構(gòu)緊湊的帶阻濾波器。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種帶阻濾波器，其特征在于:包括內(nèi)導(dǎo)體，設(shè)置有沿內(nèi)導(dǎo)體軸線排列的至少兩個(gè)諧振腔的底座，所述諧振腔開(kāi)口位置連接有蓋板；所述諧振腔為柱狀矩形空腔，腔內(nèi)設(shè)置有柱狀金屬，且所述柱狀金屬在遠(yuǎn)離底座開(kāi)口的一端與諧振腔底部連接；所述內(nèi)導(dǎo)體置于諧振腔內(nèi)并位于柱狀金屬頂端與蓋板之間。所述柱狀金屬的軸線與諧振腔的軸線平行，且柱狀金屬在垂直于其軸線的方向上的橫截面形狀為矩形，所述柱狀金屬在遠(yuǎn)離諧振腔底部的一端設(shè)置有金屬凹槽；所述金屬凹槽的軸線平行于內(nèi)導(dǎo)體的軸線，且金屬凹槽在垂直于其軸線方向的橫截面形狀為矩形。所述內(nèi)導(dǎo)體的橫截面形狀為矩形。所述內(nèi)導(dǎo)體位于柱狀金屬的金屬凹槽內(nèi)部，所述內(nèi)導(dǎo)體與金屬凹槽、相鄰諧振腔之間的隔板，以及蓋板一起構(gòu)成傳輸線，且內(nèi)導(dǎo)體與金屬凹槽內(nèi)壁、蓋板、相鄰諧振腔之間的隔板和諧振腔內(nèi)壁絕緣。所述柱狀金屬在遠(yuǎn)離諧振腔底部的一端設(shè)置有金屬板，所述金屬板的形狀為矩形，所述金屬板在靠近蓋板的一面設(shè)置有金屬凹槽，所述金屬凹槽的橫截面形狀為矩形，其軸線平行于內(nèi)導(dǎo)體的軸線方向，所述內(nèi)導(dǎo)體位于金屬凹槽內(nèi)部。所述金屬板在靠近蓋板的一面設(shè)置有金屬凹槽，且金屬板在垂直于內(nèi)導(dǎo)體軸線方向上的相對(duì)的兩端向諧振腔底部彎曲。所述諧振腔底部還設(shè)置有兩個(gè)金屬臺(tái)階，所述金屬臺(tái)階與柱狀金屬之間存在間隙。所述內(nèi)導(dǎo)體的軸線為彎曲曲線。所述蓋板上設(shè)置有匹配調(diào)諧螺釘和頻率調(diào)諧螺釘，所述匹配調(diào)諧螺釘貫穿蓋板延伸進(jìn)諧振腔內(nèi)部，所述匹配調(diào)諧螺釘位于內(nèi)導(dǎo)體的正上方，且匹配調(diào)諧螺釘與內(nèi)導(dǎo)體之間存在間隙；所述頻率調(diào)諧螺釘貫穿蓋板延伸進(jìn)諧振腔內(nèi)部，頻率調(diào)諧螺釘位于柱狀金屬和金屬板上方，且頻率調(diào)諧螺釘在俯視圖方向上的投影與內(nèi)導(dǎo)體在俯視圖方向上的投影存在間隙，所述頻率調(diào)諧螺釘與內(nèi)導(dǎo)體之間存在間隙，且與柱狀金屬和金屬板之間存在間隙。包括至少兩塊支撐介質(zhì)，內(nèi)導(dǎo)體貫穿設(shè)置在支撐介質(zhì)內(nèi)部。從上述內(nèi)容中可以看出，本發(fā)明的一種帶阻濾波器，包括連接外界與帶阻濾波器或連接帶阻濾波器中相鄰諧振腔的傳輸線、以及至少一個(gè)矩形諧振腔和位于諧振腔內(nèi)部的矩形柱狀金屬。所述諧振腔為矩形柱狀空腔，諧振腔內(nèi)部設(shè)有矩形柱狀金屬，柱狀金屬固定在諧振腔底部并只在諧振腔底部與諧振腔的腔壁連接，且在諧振腔中的位置和深度不能從諧振腔外加以調(diào)節(jié)。我們能夠通過(guò)精密的銑切技術(shù)加工使諧振腔的諧振頻率與設(shè)計(jì)值非常接近，最后采用調(diào)諧螺釘完成諧振腔的調(diào)諧。所述柱狀金屬頂端設(shè)置有金屬凹槽，這樣柱狀金屬頂端非常靠近蓋板，這樣能大大減小諧振腔的體積，同時(shí)又不影響傳輸線與諧振腔之間的耦合，有利于實(shí)現(xiàn)帶寬較寬的帶阻濾波器。所述柱狀金屬頂端設(shè)置有只與柱狀金屬連接的金屬板，這樣能縮小諧振腔的體積，同時(shí)增大諧振腔基模和高次模諧振頻率之間的差別，有利于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)寄生阻帶的帶阻濾波器。所述金屬板兩端向諧振腔底部方向彎曲。這樣我們能進(jìn)一步縮小諧振腔的體積，同時(shí)增大諧振腔的基模和高次模諧振頻率之間的差別，將有利于實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)寄生阻帶的帶阻濾波器。所述內(nèi)導(dǎo)體彎曲成曲線，這樣可以諧振腔之間的距離，從而減小整個(gè)濾波器的體積，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)濾波器的小型化。所述傳輸線由內(nèi)導(dǎo)體、金屬凹槽、相鄰諧振腔之間的隔板，以及蓋板一起構(gòu)成傳輸線，其中內(nèi)導(dǎo)體與金屬凹槽、相鄰諧振腔之間的隔板，以及蓋板之間絕緣，傳輸線的金屬凹槽的橫截面為矩形。設(shè)置的匹配調(diào)諧螺釘用于調(diào)節(jié)不同諧振腔之間的傳輸線的特性阻抗和電長(zhǎng)度，以利于調(diào)節(jié)帶阻濾波器通帶內(nèi)的匹配和阻帶響應(yīng)隨頻率的對(duì)稱性。頻率調(diào)諧螺釘伸入諧振腔內(nèi)部并可以從諧振腔外調(diào)節(jié)，其位置不在金屬線的正上方。本發(fā)明中，由于諧振腔中的柱狀金屬或設(shè)置于柱狀金屬頂端的金屬板的俯視方向投影至少在一個(gè)方向上大于內(nèi)導(dǎo)體的俯視方向投影，即柱狀金屬或金屬板的橫向?qū)挾却笥诮饘侔疾鄣膶挾取＿@樣頻率調(diào)諧螺釘對(duì)諧振腔頻率的調(diào)諧簡(jiǎn)單而有效。 帶阻濾波器的工作原理可以敘述如下。首先，電磁波信號(hào)從傳輸線的一端輸入到傳輸線中并沿傳輸線傳輸。當(dāng)信號(hào)遇到諧振腔時(shí)，該信號(hào)被第一次分配，其中一部分沿傳輸線繼續(xù)傳輸，另一部分進(jìn)入諧振腔中被反射回來(lái)，被第二次分配，分別沿傳輸線傳輸和反射。在某個(gè)頻率，從諧振腔中反射回來(lái)沿傳輸線傳輸?shù)男盘?hào)與第一次分配后沿傳輸線傳輸?shù)男盘?hào)相位相差180度時(shí)，兩部分信號(hào)將相互抵消，使得沿傳輸線繼續(xù)傳輸?shù)目傂盘?hào)幅度很低。這時(shí)，這個(gè)頻率的大部分信號(hào)沿傳輸線返回而不能沿傳輸線傳輸，這樣的一個(gè)諧振腔起到了阻止某些頻率信號(hào)通過(guò)的作用。沿傳輸線排列的幾個(gè)諧振腔使得處于阻帶頻率內(nèi)的信號(hào)更少通過(guò)，同時(shí)讓處于通帶內(nèi)的信號(hào)更多通過(guò)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于加工簡(jiǎn)單、調(diào)試方便，結(jié)構(gòu)緊湊。本發(fā)明的帶阻濾波器可望廣泛用于各微波波段的電子系統(tǒng)中，特別是雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、通信等軍事及民用領(lǐng)域。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例中橫截面圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中A— A剖面圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例中B—Bfflj面圖。圖4本發(fā)明實(shí)施例中柱狀金屬頂端加金屬板的橫截面圖。圖5本發(fā)明實(shí)施例中柱狀金屬頂端金屬板兩端向諧振腔底部彎曲的橫截面圖。圖6本發(fā)明實(shí)施例中諧振腔底部加有金屬臺(tái)階的橫截面圖。圖7本發(fā)明實(shí)施例中帶線彎曲成曲線的B— B剖面圖。圖中的標(biāo)號(hào)分別表不為:1、內(nèi)導(dǎo)體；2、諧振腔；3、柱狀金屬；4、底座；5、蓋板；6、匹配調(diào)諧螺釘；7、頻率調(diào)諧螺釘；8、金屬臺(tái)階；9、支撐介質(zhì)；10、同軸線內(nèi)導(dǎo)體；11、同軸接頭；12、金屬板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例一
如圖1，2，3所示，一種帶阻濾波器，包括設(shè)置有4個(gè)諧振腔2的底座4，底座4開(kāi)口位置連接有蓋板5 ;每個(gè)諧振腔2內(nèi)設(shè)置有一個(gè)柱狀金屬3，且柱狀金屬3的一端與諧振腔2底部連接；柱狀金屬3靠近蓋板5的一端設(shè)置有金屬凹槽，金屬凹槽的橫截面垂直于內(nèi)導(dǎo)體I的軸線方向，金屬凹槽內(nèi)設(shè)置有支撐介質(zhì)9，內(nèi)導(dǎo)體I貫穿于支撐介質(zhì)9，內(nèi)導(dǎo)體I兩端均連接有同軸接頭內(nèi)導(dǎo)體10，蓋板5外壁設(shè)置有同軸接頭11，且同軸接頭內(nèi)導(dǎo)體10設(shè)置在同軸接頭11內(nèi)部；每個(gè)諧振腔2上方的蓋板5上設(shè)置有匹配調(diào)諧螺釘6和至少兩顆頻率調(diào)諧螺釘7 ;匹配調(diào)諧螺釘6貫穿蓋板5延伸進(jìn)諧振腔2內(nèi)部，且匹配調(diào)諧螺釘6與內(nèi)導(dǎo)體I之間存在間隙；頻率調(diào)諧螺釘7貫穿蓋板5延伸進(jìn)諧振腔2內(nèi)部，且頻率調(diào)諧螺釘7與柱狀金屬3之間存在間隙；頻率調(diào)諧螺釘7的軸線與諧振腔2的軸線平行并與內(nèi)導(dǎo)體I的軸線垂直。支撐介質(zhì)9的高度等于金屬凹槽的深度；內(nèi)導(dǎo)體I和金屬凹槽、相鄰諧振腔2之間的隔板，以及蓋板一起構(gòu)成傳輸線，且內(nèi)導(dǎo)體I的橫截面形狀為矩形；諧振腔2沿內(nèi)導(dǎo)體I的軸線排列在蓋板5的一側(cè)。內(nèi)導(dǎo)體I與金屬凹槽內(nèi)壁絕緣，且金屬凹槽的橫截面形狀為矩形。諧振腔2為矩形柱狀空腔，且位于諧振腔2內(nèi)部的柱狀金屬3的橫截面形狀為矩形；柱狀金屬3的橫向?qū)挾却笥诮饘侔疾鄣膶挾取?br>
實(shí)施例二
如圖4所示，與實(shí)施例一不同的地方是柱狀金屬3頂部加一個(gè)金屬板12，金屬板12在靠近蓋板5的一面設(shè)置有金屬凹槽，金屬凹槽的橫截面形狀為矩形，且金屬凹槽的軸線方向平行于內(nèi)導(dǎo)體I的軸線方向，金屬板12的橫向?qū)挾却笥诟浇慕饘侔疾鄣膶挾?。?shí)施例三
如圖5所示，與實(shí)施例二不同的地方是金屬板12在相對(duì)的兩端向諧振腔2底部彎曲，或者金屬板12分別在橫向和縱向的相對(duì)兩端向諧振腔2底部彎曲。為了保證帶阻濾波的性能指標(biāo)，向下彎曲的部分與諧振腔2內(nèi)壁平行。實(shí)施例四
如圖6所示，與實(shí)施例三不同的地方是諧振腔2底部設(shè)置有兩個(gè)金屬臺(tái)階8。金屬臺(tái)階8可以橫向排布或者縱向排布。諧振腔2內(nèi)部的柱狀金屬3可以是實(shí)施例一至實(shí)施例三中的任何一種。實(shí)施例五
如圖7所示，與實(shí)施例一、二、三、四不同的地方是內(nèi)導(dǎo)體I彎曲成曲線。諧振腔2內(nèi)部的柱狀金屬3可以是實(shí)施 例一至實(shí)施例三中的任何一種。
權(quán)利要求
1.一種帶阻濾波器，其特征在于:包括內(nèi)導(dǎo)體(1)，設(shè)置有沿內(nèi)導(dǎo)體(I)軸線排列的至少兩個(gè)諧振腔(2)的底座(4)，所述諧振腔(2)開(kāi)口位置連接有蓋板(5);所述諧振腔(2)為柱狀矩形空腔，腔內(nèi)設(shè)置有柱狀金屬(3)，且所述柱狀金屬(3)在遠(yuǎn)離底座開(kāi)口的一端與諧振腔(2)底部連接；所述內(nèi)導(dǎo)體(I)置于諧振腔(2)內(nèi)并位于柱狀金屬(3)頂端與蓋板(5)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶阻濾波器，其特征在于:所述柱狀金屬(3)的軸線與諧振腔(2)的軸線平行，且柱狀金屬(3)在垂直于其軸線的方向上的橫截面形狀為矩形，所述柱狀金屬(3)在遠(yuǎn)離諧振腔(2)底部的一端設(shè)置有金屬凹槽；所述金屬凹槽的軸線平行于內(nèi)導(dǎo)體(I)的軸線，且金屬凹槽在垂直于其軸線方向的橫截面形狀為矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶阻濾波器，其特征在于:所述內(nèi)導(dǎo)體(I)的橫截面形狀為矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶阻濾波器，其特征在于:所述內(nèi)導(dǎo)體(I)位于柱狀金屬(3)的金屬凹槽內(nèi)部，所述內(nèi)導(dǎo)體(I)與金屬凹槽、相鄰諧振腔(2)之間的隔板，以及蓋板一起構(gòu)成傳輸線，且內(nèi)導(dǎo)體(I)與金屬凹槽內(nèi)壁、蓋板(5)、相鄰諧振腔(2)之間的隔板和諧振腔(2)內(nèi)壁絕緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶阻濾波器，其特征在于:所述柱狀金屬(3)在遠(yuǎn)離諧振腔(2)底部的一端設(shè)置有金屬板(12)，所述金屬板(12)的形狀為矩形，所述金屬板(12)在靠近蓋板(5)的一面設(shè)置有金屬凹槽，所述金屬凹槽的橫截面形狀為矩形，所述金屬凹槽的軸線平行于內(nèi)導(dǎo)體(I)的軸線方向，所述內(nèi)導(dǎo)體(I)位于金屬凹槽內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種帶阻濾波器，其特征在于:所述金屬板(12)在靠近蓋板(5)的一面設(shè)置有金屬凹槽，且金屬板(12)在垂直于內(nèi)導(dǎo)體(I)軸線方向上的相對(duì)的兩端向諧振腔(2)底部彎曲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶阻濾波器，其特征在于:所述諧振腔(2)底部還設(shè)置有兩個(gè)金屬臺(tái)階(8 )，所述金屬臺(tái)階(8 )與柱狀金屬(3 )之間存在間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶阻濾波器，其特征在于:所述內(nèi)導(dǎo)體(I)的軸線為彎曲曲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的一種帶阻濾波器，其特征在于:所述蓋板(5)上設(shè)置有匹配調(diào)諧螺釘(6)和頻率調(diào)諧螺釘(7)，所述匹配調(diào)諧螺釘(6)貫穿蓋板(5)延伸進(jìn)諧振腔(2)內(nèi)部，所述匹配調(diào)諧螺釘(6)位于內(nèi)導(dǎo)體(I)的正上方，且匹配調(diào)諧螺釘(6)與內(nèi)導(dǎo)體(I)之間存在間隙；所述頻率調(diào)諧螺釘(7)貫穿蓋板(5)延伸進(jìn)諧振腔(2)內(nèi)部，頻率調(diào)諧螺釘(7)位于柱狀金屬(3)和金屬板(12)上方，且頻率調(diào)諧螺釘(7)在俯視圖方向上的投影與內(nèi)導(dǎo)體(I)在俯視圖方向上的投影存在間隙，所述頻率調(diào)諧螺釘(7)與內(nèi)導(dǎo)體(I)之間存在間隙，且與柱狀金屬(3 )和金屬板(12 )之間存在間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求1一8中任意一項(xiàng)所述的一種帶阻濾波器，其特征在于:包括至少兩塊支撐介質(zhì)(9 )，內(nèi)導(dǎo)體(I)貫穿設(shè)置在支撐介質(zhì)(9 )內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶阻濾波器，包括設(shè)置有4個(gè)諧振腔的底座，底座開(kāi)口位置連接有蓋板。本發(fā)明具有加工簡(jiǎn)單、加工成本低、便于調(diào)試的特點(diǎn)，可以廣泛用于各微波波段的電子系統(tǒng)中，特別是雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、通信等軍事及民用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01P1/208GK103117434SQ20111036555
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者王清源, 譚宜成, 陳勇 申請(qǐng)人:成都賽納賽德科技有限公司