專利名稱：一種可調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，是涉及ー種利用同軸傳輸線與諧振腔耦合構成的一種頻率和帶寬都可以在很寬的范圍內從濾波器外加以調節的可調帶阻濾波器。
背景技術：
在一根封閉的微波傳輸線的側壁上增加ー個耦合諧振腔，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ー側為開敞結構。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。同吋，由于諧振腔的頻率和諧振腔與傳輸線的耦合之間的關聯，也就是帶阻濾波器的頻率和阻帶帶寬之間不能獨立變化，造成帶阻濾波器的頻率和阻帶帶寬的調節范圍很窄。稍微改變濾波器的上述參數，便要求重新設計和加工帶阻濾波器。這將需要進行重復設計和大量小批量生產，導致帶阻濾波器的成本居高不下。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供ー種加工簡單、可以對頻率和帶寬實現寬帶調節、結構緊湊的可調帶阻濾波器。為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為一種可調帶阻濾波器，包括開有至少2個柱形諧振腔的底座，所述底座開ロ位置處連接有蓋板；所述底座內部設置有連接于底座底部的金屬柱，且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；所述蓋板兩端分別依次連接有金屬板和同軸接頭，所述同軸接頭包括外介質、以及設置在外介質內部的內導體，且同軸接頭的內導體貫穿金屬板和蓋板并與金屬線連接，且蓋板連接有貫穿金屬板的螺釘。所述蓋板連接有金屬板的端面設置有N組固定螺孔，其中N ^ 2，每組固定螺孔由M個螺孔組成，其中M ^ 2 ;任意ー組固定螺孔中相鄰螺孔中心的間距小于相鄰兩組固定螺孔的1/3倍間距；所述蓋板連接有金屬板的端面還設置有矩形調整通孔。所述金屬板上設置有N個矩形通孔，其中N ^ 2 ;所述金屬板上還設置有與同軸接頭相匹配的圓孔，所述同軸接頭的內導體依次通過圓孔、矩形調整通孔延伸進蓋板內部與金屬線連接。所述金屬柱遠離底座底部的一端還連接有金屬盤，且金屬盤的軸線與金屬柱的軸線平行，金屬盤橫截面的形狀為矩形，且金屬盤的俯視投影面積大于金屬柱的俯視投影面積。[0009]所述金屬盤靠近諧振腔側壁的邊緣向著底座底部彎曲延展。所述蓋板上設置有頻率調諧螺釘，所述調諧螺釘貫穿蓋板并延伸進諧振腔內部，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和金屬線的軸線呈垂直且頻率調諧螺釘的俯視投影與金屬線的俯視投影存在間隙。蓋板上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，匹配調諧螺釘與金屬線之間存在間隙。進ー步的，為了將金屬線懸空的設置在進線槽內部，本實用新型還包括至少兩對支撐介質，每對支撐介質包括兩個支撐介質，所述兩個支撐介質分別位于金屬線的上下兩偵れ每塊支撐介質的上表面和下表面均與蓋板底面平行，且支撐介質還連接有從蓋板外伸入蓋板內部的固定螺釘，固定螺釘位于每對支撐介質的正上方，固定螺釘進入蓋板的一端與支撐介質連接。所述諧振腔、以及位于諧振腔內部的金屬柱、以及金屬線和線槽的橫截面形狀均 為矩形。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。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。這樣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盤，這種安排便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。金屬盤靠近諧振腔側壁的端面向著底座底部彎曲延展。這種安排便我們能進一歩縮小諧振腔的體積，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，因此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盤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，可有效的減少整個濾波器的體積，有利的實現了濾波器的小型化設計，同時為了方便在帶阻濾波器安裝后改變金屬線與金屬柱或者金屬盤之間的距離，我們設置了至少ー對支撐介質。每對支撐介質安置在傳輸線內導體軸線上同一位置，位于傳輸線內導體的上方和下方。每塊支撐介質和傳輸線內導體的上面和下面為與傳輸線底面平行的平面的一部分。為了使金屬線在蓋板中的位置根據濾波器的帶寬參數需要調整完備后固定，我們還設置了固定螺釘。我們在金屬線上面的支撐介質的上面設置固定螺釘。我們調節固定螺釘進入傳輸線的深度可以從傳輸線外通過支撐介質將傳輸線內導體在傳輸線中的位置鎖住。所述蓋板兩端分別與同軸接頭相連。金屬線與金屬柱或者金屬盤之間的距離可以在傳輸線外通過同時改變同軸接頭和金屬板的位置加以改變。本實用新型解決了傳輸線內導體調整的問題，一般情況下，現有的金屬線均采用固定模式，不可移動。因此不便于調節濾波的操作。因此，我們采用在蓋板外設置有與支撐介質連接的固定螺釘，通過擰松固定螺釘松開支撐介質，可以方便地改變同軸接頭和金屬板的位置，從而使得與支撐介質接觸的傳輸線內導體定向移動，以此改變金屬線與金屬柱或者之間的距離，因此做耦合調節。由于金屬線還穿過蓋板的兩端，為了滿足上述調節，因此蓋板兩端通孔設置為矩形調整通孔，金屬線連接的同軸接頭可在矩形調整通孔做定向移動并帶動金屬線移動。在此基礎上，金屬線并沒有固定結構，因此我們在此設計有一個與此相匹配的金屬板，金屬板的設置有通孔，用 于固定同軸接頭，其金屬板還設置矩形通孔，用于調整金屬板與蓋板的相對連接位置。結合上述內容，本實用新型實現了兩大目的，一是為了將濾波器進行小型化設計，本實用新型改變常規設計，將用于傳輸信號的金屬線設置在蓋板開設的線槽內部，這樣相比以往的將金屬線設置在蓋板下方來講，整體的濾波器結構體積大大減少。ニ是為了根據實際需求，為了ー個濾波器能夠實現不同波段的信號處理，為實現ー器多用的目的，本實用新型特在蓋板兩端分別依次連接有金屬板和同軸接頭，蓋板的兩端和金屬板開有互相匹配的各種孔，可供調節金屬線上下調節，以此實現ー器多用的目的。同時，我們可以看出，從上述兩個問題可以得出兩者之間的和，當將金屬線設置在蓋板開設的線槽內部吋，同時蓋板兩端分別依次連接有金屬板和同軸接頭時，整個濾波器的體積才是最小的設計。假設我們將金屬線設置在蓋板開設的線槽內部，但是用于調節金屬線上下移動的通孔設置在底座的側壁，這樣的結構要想實現的話，只有將金屬線進行彎折，同時調節時也極其不方便。因此我們可以看出，只有當將金屬線設置在蓋板開設的線槽內部時，同時蓋板兩端分別依次連接有金屬板和同軸接頭時，整個濾波器的體積才是最小的設計。其他設計均不能達到上述目的。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。當信號遇到諧振腔吋，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。這樣的ー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ー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支撐介質加以固定，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。[0031]本實用新型的優點在于加工簡單、頻率和帶寬都可以在很寬的范圍內從濾波器外加以調節、結構簡單。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I為本實用新型實施例一的主視示意圖。圖2為本實用新型實施例一的側視示意圖。圖3為本實用新型實施例一的俯視示意圖。圖4為本實用新型實施例一的蓋板端面上螺孔示意圖。圖5為本實用新型實施例一的金屬板上通孔示意圖。 圖6為本實用新型實施例ニ的結構示意圖。圖7為本實用新型實施例三的結構示意圖。圖中的標號分別表不為1、諧振腔；2、線槽；3、金屬線；4、金屬柱；5、金屬盤；6、頻率調諧螺釘；7、匹配調諧螺釘；8、蓋板；9、支撐介質；10、同軸接頭；11、金屬板；12、螺釘；13、固定螺孔；14、矩形通孔；15、矩形調整通孔；16、固定螺釘。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進ー步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例一如圖1、2、3、4、5所示，一種可調帶阻濾波器，包括開有至少2個諧振腔I的底座，底座開ロ位置處連接有蓋板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I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，金屬線3和線槽2構成傳輸線；金屬線3與蓋板8之間存在間隙，且線槽內還包括至少兩對支撐介質9，每對支撐介質9包括兩個支撐介質9，所述兩個支撐介質9分別位于金屬線3的上下兩側，每塊支撐介質9的上表面和下表面均與蓋板8底面平行，且還包括從蓋板8外伸入蓋板8內部的固定螺釘16，位于每對支撐介質9的正上方，固定螺釘16進入蓋板8的一端與支撐介質9連接；所述蓋板8兩端面上分別設置有N組固定螺孔13，其中N > 2，每組固定螺孔13由M個螺孔組成，其中M彡2 ;任意ー組固定螺孔13中相鄰螺孔中心的間距小于相鄰兩組固定螺孔13的1/3倍間距；所述蓋板8兩端面上均還設置有矩形調整通孔15 ;所述金屬板11上設置有N個矩形通孔14，其中N > 2 ;所述金屬板11上還設置有與同軸接頭10相匹配的圓孔，所述同軸接頭10的內導體通過圓孔、并通過矩形調整通孔15延伸進蓋板8內部與金屬線3連接。蓋板8通過螺釘12與金屬板11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I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I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。[0045]所有的諧振腔、位于諧振腔I內部的金屬柱4、金屬線3及線槽2的橫截面形狀均設置為矩形。實施例ニ如圖6所示，本實施例和實施例一唯一的不同的地方是在諧振腔I中的金屬柱4頂端設置ー個金屬盤5，且金屬盤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7所示，本實施例和實施例ニ唯一的不同的地方是金屬盤5的軸線與金屬柱4的軸線垂直，且金屬盤5靠近諧振腔I側壁的端面向著底座底部彎曲延展。我們在這里給出了三只可調帶阻濾波器的實施實例。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I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。如上所述便可較好的實現本實用新型。
權利要求1.一種可調帶阻濾波器，其特征在于包括開有至少2個柱形諧振腔(I)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)，且金屬柱(4)位于諧振腔(I)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；所述蓋板(8)兩端分別依次連接有金屬板(11)和同軸接頭(10)，所述同軸接頭(10)包括外介質、以及設置在外介質內部的內導體，且同軸接頭(10)的內導體貫穿金屬板(11)和蓋板(8)并與金屬線(3)連接，且蓋板(8 )連接有貫穿金屬板(11)的螺釘(12)。
2.根據權利要求I所述的一種可調帶阻濾波器，其特征在于所述蓋板(8)連接有金屬板(11)的端面設置有N組固定螺孔(13)，其中N彡2，每組固定螺孔(13)由M個螺孔組成，其中M > 2 ;任意一組固定螺孔(13)中相鄰螺孔中心的間距小于相鄰兩組固定螺孔(13)的1/3倍間距；所述蓋板(8)連接有金屬板(11)的端面還設置有矩形調整通孔(15)。
3.根據權利要求2所述的一種可調帶阻濾波器，其特征在于所述金屬板(11)上設置有N個矩形通孔(14)，其中NS 2 ;所述金屬板(11)上還設置有與同軸接頭(10)相匹配的圓孔，所述同軸接頭(10)的內導體依次通過圓孔、矩形調整通孔(15)延伸進蓋板(8)內部與金屬線(3)連接。
4.根據權利要求I所述的一種可調帶阻濾波器，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盤(5)，且金屬盤(5)的軸線與金屬柱(4)的軸線平行，金屬盤(5)橫截面的形狀為矩形，且金屬盤(5)的俯視投影面積大于金屬柱(4)的俯視投影面積。
5.根據權利要求4所述的一種可調帶阻濾波器，其特征在于所述金屬盤(5)靠近諧振腔(I)側壁的邊緣向著底座底部彎曲延展。
6.根據權利要求I所述的一種可調帶阻濾波器，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(8 )并延伸進諧振腔(I)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)的軸線和金屬線(3)的軸線呈垂直且頻率調諧螺釘(6)的俯視投影與金屬線(3)的俯視投影存在間隙。
7.根據權利要求I所述的一種可調帶阻濾波器，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。
8.根據權利要求1-7中任意一項所述的一種可調帶阻濾波器，其特征在于還包括至少兩對支撐介質(9 )，每對支撐介質(9 )包括兩個支撐介質(9 )，所述兩個支撐介質(9 )分別位于金屬線(3)的上下兩側，每塊支撐介質(9)的上表面和下表面均與蓋板(8)底面平行，且支撐介質(9)還連接有從蓋板(8)外伸入蓋板(8)內部的固定螺釘(16)，固定螺釘(16)位于每對支撐介質(9)的正上方，固定螺釘(16)進入蓋板(8)的一端與支撐介質(9)連接。
9.根據權利要求1-7中任意一項所述的一種緊湊型帶阻濾波器，其特征在于所述諧振腔(I)、以及位于諧振腔(I)內部的金屬柱(4)、以及金屬線(3)和線槽(2)的橫截面形狀均為矩形。
10.根據權利要求1-7中任意一項所述的一種可調帶阻濾波器，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。
專利摘要本實用新型公開了一種可調帶阻濾波器，包括金屬線和蓋板，至少2個諧振腔、頻率調諧螺釘。通過改變頻率調諧螺釘插入諧振腔中的深度可以在寬頻帶范圍內調整帶阻濾波器的頻率。通過改變金屬線與金屬柱或者金屬盤之間的距離可以在寬頻率范圍內調整帶阻濾波器的帶寬。本實用新型具有加工簡單、加工成本低、便于寬帶變頻和改變帶寬的特點，可以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H01P1/20GK202616376SQ20122028648
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6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