專利名稱：一種緊湊型帶阻濾波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及濾波器，具體地說，是涉及一種利用同軸傳輸線與諧振腔耦合構成的一種緊湊型帶阻濾波器。
背景技術：
在一根封閉的微波傳輸線的側壁上增加一個耦合諧振腔，可以在傳輸線的傳輸曲線上某些頻率產生傳輸零點，從而阻止這些頻率的信號通過該傳輸線。目前最常見到的帶阻濾波器包括一根同軸結構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為開敞結構。通過這些開敞結構實現傳輸線與諧振腔之間的耦合。諧振腔中設有金屬柱，金屬柱的長度可以從濾波器外加以改變，可以同時調節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上的內螺紋之間的配合松緊選擇帶來困難。如果太松，當螺絲結構鎖緊后，螺桿軸線方向在諧振腔中不確定，會使濾波器微調變得困難。如果太緊將使金屬柱轉動困難，也會使濾波器的調試變得困難。已有技術的第二個問題，是為了獲得對稱的帶阻響應，理論上需要諧振腔之間傳輸線的電長度為阻帶中心頻率處波長的1/4。在阻帶頻率較低時，要求傳輸線的長度很長，不利于濾波器的小型化。采用調諧螺釘或慢波結構可以部分解決這個問題。但在要求寄生阻帶很遠的情況下，阻帶高端的通帶內的寬帶匹配難以實現。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種加工簡單、調試方便、寄生阻帶遠、結構緊湊的帶阻濾波器。為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為一種緊湊型帶阻濾波器，包括至少2個諧振腔的底座，所述底座開口位置處連接有蓋板；所述底座內部設置有連接于底座底部的金屬柱，所述金屬柱位于諧振腔內；所述蓋板靠近底座方向的一面開有線槽，所述線槽內設置有金屬線，且所述金屬線與蓋板之間存在間隙，其中諧振腔和金屬柱的橫截面形狀均為圓形。所述金屬柱遠離底座底部的一端還連接有金屬板，且金屬板的軸線與金屬柱的軸線平行，金屬板橫截面的形狀為圓形。所述金屬板的俯視投影面積大于金屬柱的俯視投影面積。所述金屬板靠近諧振腔側壁的邊緣向著底座底部彎曲延展。所述蓋板還設置有頻率調諧螺釘，所述調諧螺釘貫穿蓋板延伸進諧振腔內部，且頻率調諧螺釘與金屬柱之間存在間隙，且所述頻率調諧螺釘的軸線與金屬線的軸線呈垂直且頻率調諧螺釘的俯視投影不與金屬線的俯視投影相接觸。所述蓋板還設置有匹配調諧螺釘，所述匹配調諧螺釘貫穿蓋板延伸進線槽內部， 且匹配調諧螺釘位于金屬線的正上方，且匹配調諧螺釘與金屬線之間存在間隙。[0011 ] 所述線槽內設置有介質，且介質的兩端與蓋板和底座連接。所述金屬柱的俯視方向投影面積大于金屬線的俯視方向投影面積。所述同軸接頭貫穿蓋板延伸進線槽內部，且同軸接頭的內導體與金屬線相連。基于上述內容，我們可以視為金屬線和線槽構成傳輸線，所述金屬柱定位在諧振腔底部并只在諧振腔底部與諧振腔壁連接。而且其在諧振腔中的位置和深度不能從諧振腔外加以調節。這種使我們能夠通過精密的銑切加工使諧振腔的頻率與設計值非常接近，方便采用調諧螺釘完成諧振腔調諧。金屬柱頂端設置有只與金屬柱連接的金屬板，這種安排使我們能縮小諧振腔的體積，同時增大諧振腔的基模和高次模諧振頻率之間的差別。后者將有利于實現遠寄生阻帶的帶阻濾波器。金屬板靠近諧振腔側壁的端面向著底座底部彎曲延展。這種安排使我們能進一步縮小諧振腔的體積，同時增大諧振腔的基模和高次模諧振頻率之間的差別。后者將有利于實現更遠寄生阻帶的帶阻濾波器。在蓋板設置有頻率調諧螺釘，該頻率調諧螺釘伸入諧振腔的深度可以從諧振腔外調節，其位置不在金屬線的上方。本實用新型中，由于諧振腔中的金屬柱或設置于金屬柱頂端的金屬板的俯視方向投影面積大于金屬線的俯視方向投影面積，頻率調諧螺釘對諧振腔頻率的調諧簡單而有效。在蓋板設置有匹配調諧螺釘，在匹配調諧螺釘位于金屬線正上方，匹配調諧螺釘貫穿蓋板并延伸進線槽內部，但不與金屬線相接觸。本實用新型可以分為底座和蓋板。除與金屬柱連接的金屬板需要另外加工后焊接在金屬柱上外，其余底座上的所有其它結構可以通過銑切加工一次完成。金屬線位于蓋板的內部線槽，且位于蓋板內部的金屬線要用介質來固定，且介質的上下表面要與線槽的上下表面平行，即介質質的兩端分別與蓋板和底座連接。所有的諧振腔、金屬柱、金屬板和金屬線的橫截面形狀都為圓形。由于諧振腔、金屬柱和金屬板的圓對稱，使金屬線在金屬柱和金屬板上面通過時可以在水平面上任意轉動角度。這種安排使濾波器的設計在滿足諧振腔之間傳輸線的長度接近1/4波長的限制條件下仍然十分方便。金屬線的橫截面形狀為圓形使我們可以采用標準的金屬線，以進一步降低濾波器的制造成本。帶阻濾波器的工作原理可以敘述如下首先，電磁波信號從傳輸線的一端輸入到傳輸線中并沿傳輸線傳輸。當信號遇到諧振腔時，該信號被第一次分配。其中一部分沿傳輸線繼續傳輸，另一部分進入諧振腔中被反射回來，被第二次分配。分別沿傳輸線傳輸和反射。在某個頻率，從諧振腔中反射回來沿傳輸線傳輸的信號與第一次分配后沿傳輸線傳輸的信號相位相差180度時，兩部分信號將相互抵消，使得沿傳輸線繼續傳輸的總信號幅度很低。這時，這個頻率的大部分信號沿傳輸線返回而不能沿傳輸線傳輸。這樣的一個諧振腔起到了阻止某些頻率信號通過的作用。沿傳輸線排列的幾個諧振腔使得處于阻帶頻率內的信號更少通過，同時讓處于通帶內的信號更多通過。總之，采用將線槽和金屬線設計在蓋板內部可以進一步減少帶阻濾波器的體積； 而在蓋板上的線槽可以通過銑切加工一次完成，金屬線可以另外加工再用介質加以固定，這樣安排使濾波器的加工簡單，可以有效地降低加工成本；同時還可以增大諧振腔的基模和高次模諧振頻率之間的差別，這將有利于實現遠寄生阻帶的帶阻濾波器。本實用新型的優點在于，加工簡單、調試方便、寄生阻帶遠、結構緊湊。本實用新型的帶阻濾波器可望廣泛用于各微波波段的電子系統中，特別是雷達、導彈制導、通信等軍事及民用領域。
圖1為本實用新型實施例一的側視圖示意圖。圖2為本實用新型實施例一的A-A剖視圖。圖3為本實用新型實施例一的B-B剖視圖。圖4為本實用新型實施例一的C-C剖視圖。圖5為本實用新型實施例二的結構示意圖。圖6為本實用新型實施例三的結構示意圖。圖中的標號分別表示為1、諧振腔；2、線槽；3、金屬線；4、金屬柱；5、金屬板； 6、頻率調諧螺釘；7、匹配調諧螺釘；8、蓋板；9、介質；10、同軸接頭。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例一如圖1、2、3和4所示，一種緊湊型帶阻濾波器，包括開有至少4個諧振腔1的底座， 底座開口位置處連接有蓋板8 ；底座內部設置有連接于底座底部的金屬柱4，金屬柱4位于諧振腔1內；蓋板8靠近底座方向的一面開有線槽2，線槽2內設置有一根金屬線3和介質 9，金屬線3和線槽2構成傳輸線；介質9的軸線與金屬線3的軸線垂直，且金屬線3與蓋板 8之間存在間隙，且介質9的兩端分別與蓋板8和底座連接；蓋板8還設置有頻率調諧螺釘 6和匹配調諧螺釘7 ；匹配調諧螺釘7貫穿蓋板8延伸進線槽2內部，且匹配調諧螺釘7與金屬線3之間存在間隙；頻率調諧螺釘6貫穿蓋板8延伸進諧振腔1內部，且頻率調諧螺釘 6與金屬柱4之間存在間隙；金屬線3的兩端分別連接有同軸接頭10，同軸接頭10貫穿蓋板8延伸進線槽2內部。在蓋板8設置有頻率調諧螺釘6，該頻率調諧螺釘6伸入諧振腔1的深度可以從蓋板8外調節，其位置不在金屬線3的上方并盡量遠離金屬線3。所有的諧振腔1、金屬柱4，的橫截面形狀都設置為不規則形狀。實施例二如圖1-5所示，本例和實施例一唯一的不同的地方是在諧振腔1中的金屬柱4頂端設置一個金屬板5，且金屬板5在俯視方向的投影面積在與金屬線3軸線垂直的方向上大于金屬線3在俯視方向的投影面積。實施例三如圖1-6所示，本實施例和實施例二唯一的不同的地方是金屬板5的軸線與金屬柱4的軸線垂直，且金屬板5靠近諧振腔1側壁的端面向著底座底部彎曲延展。[0043]同時上述三個實施中還可同時具備下列條件1、頻率調諧螺釘6的軸線與金屬線3的軸線呈垂直且互相錯位排布。2、金屬柱4的俯視方向投影面積大于金屬線3的俯視方向投影面積。3、所有的諧振腔1、金屬柱4和金屬板5的橫截面形狀都為圓形。我們在這里給出了三只緊湊型帶阻濾波器的實施例。本實用新型的實現方式是沒有限制的。比如，根據阻帶抑制的要求，構成濾波器的諧振腔1的數目可以設置成3 20。 本濾波器也可以作為部分用于構成其它濾波器件和微波組件。
權利要求1.一種緊湊型帶阻濾波器，其特征在于包括至少2個柱形諧振腔(1)的底座，所述底座開口位置處連接有蓋板(8);所述底座內部設置有連接于底座底部的金屬柱(4)，所述金屬柱(4)位于諧振腔(1)內部；所述蓋板(8)靠近底座方向的一面開有線槽(2)，所述線槽 (2)內設置有金屬線(3)，且所述金屬線(3)與蓋板(8)之間存在間隙，且諧振腔(1)和金屬柱(4)的橫截面形狀均為圓形。
2.根據權利要求1所述的一種緊湊型帶阻濾波器，其特征在于所述金屬柱(4)遠離底座底部的一端還連接有金屬板(5)，且金屬板(5)的軸線與金屬柱(4)的軸線平行，金屬板 (5)橫截面的形狀為圓形。
3.根據權利要求2所述的一種緊湊型帶阻濾波器，其特征在于所述金屬板(5)的俯視投影面積大于金屬柱(4)的俯視投影面積。
4.根據權利要求2所述的一種緊湊型帶阻濾波器，其特征在于所述金屬板(5)靠近諧振腔(1)側壁的邊緣向著底座底部彎曲延展。
5.根據權利要求1所述的一種緊湊型帶阻濾波器，其特征在于所述蓋板(8)上設置有頻率調諧螺釘(6 )，所述調諧螺釘(6 )貫穿蓋板延伸進諧振腔(1)內部，且頻率調諧螺釘(6 ) 與金屬柱(4)之間存在間隙，且所述頻率調諧螺釘(6)的軸線與金屬線(3)的軸線呈垂直且頻率調諧螺釘(6)的俯視投影不與金屬線(3)的俯視投影相接觸。
6.根據權利要求1所述的一種緊湊型帶阻濾波器，其特征在于蓋板(8)上設置有匹配調諧螺釘(7 )，所述匹配調諧螺釘(7 )貫穿蓋板(8 )延伸進線槽(2 )內部，且匹配調諧螺釘 (7)位于金屬線(3)的正上方，匹配調諧螺釘(7)與金屬線(3)之間存在間隙。
7.根據權利要求1所述的一種緊湊型帶阻濾波器，其特征在于所述線槽(2)內設置有介質(9)，且介質(9)的上下兩端與蓋板(8)和底座連接。
8.根據權利要求1-7任意一種緊湊型帶阻濾波器，其特征在于所述金屬柱(4)的俯視方向投影面積大于金屬線(3)的俯視方向投影面積。
9.根據權利要求8所述的一種緊湊型帶阻濾波器，其特征在于所述金屬線(3)的兩端分別連接有同軸接頭(10)，所述同軸接頭(10)貫穿蓋板(8)延伸進線槽(2)內部，且同軸接頭(10)的內導體與金屬線(3)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種緊湊型帶阻濾波器，由蓋板和底座構成，包括至少2個柱形諧振腔的底座，所述底座開口位置處連接有蓋板；所述底座內部設置有連接于底座底部的金屬柱，所述金屬柱位于諧振腔內部；所述蓋板靠近底座方向的一面開有線槽，所述線槽內設置有金屬線，且所述金屬線與蓋板之間存在間隙，且諧振腔和金屬柱的橫截面形狀均為圓形。本實用新型的優點在于，加工簡單、調試方便、寄生阻帶遠、結構緊湊。本實用新型的帶阻濾波器可望廣泛用于各微波波段的電子系統中，特別是雷達、導彈制導、通信等軍事及民用領域。
文檔編號H01P1/208GK202259619SQ20112039927
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者王清源, 譚宜成, 金釗 申請人:成都賽納賽德科技有限公司