一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器，包括有圓柱形腔體、兩個端蓋及至少一個金屬棒和兩個饋電單元，所述圓柱形腔體的兩端開口，并采用端蓋進行密封，所述端蓋的形狀大小與相應開口的形狀大小相匹配，兩個饋電單元分別安裝在圓柱形腔體的兩個端蓋上，所述金屬棒置于圓柱形腔體中，并與圓柱形腔體的側壁垂直相接。本實用新型所提結構應用了多模的想法，濾波器的分數帶寬較寬，在金屬諧振腔腔壁，添加了金屬棒進行微擾，實現一個多模、帶有傳輸零點的濾波器，具有體積小、結構簡單、易加工等優點，應用范圍廣，能夠很好的滿足現代通訊系統的要求。
【專利說明】
一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器
技術領域
[0001]本實用新型涉及濾波器的技術領域，尤其是指一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器。【背景技術】
[0002]微波濾波器是現代通信系統中發射端和接收端必不可少的器件，它對信號起分離作用，讓有用的信號盡可能無衰減的通過，對無用的信號盡可能大的衰減抑制其通過。隨著無線通信技術的發展，信號間的頻帶越來越窄，這就對濾波器的規格和可靠性提出了更高的要求。矩形腔體濾波器具有高的頻率選擇性、低插損、功率容量大、性能穩定等優點而具有很高的應用價值。腔體濾波器通過在各腔諧振器之間開孔或加探針，實現電感或電容耦合，通過改變孔的位置、大小或者探針的粗細長短等來控制耦合電感或耦合電容的強弱以實現各種濾波器;而且很容易實現諧振器之間的交叉耦合，通過控制交叉耦合的數量和強弱得以實現傳輸零點的位置和數目。由于以上特點，研究腔體濾波器多模結構、腔體濾波器的小型化得到學者們的廣泛關注。
[0003]目前，現有腔體濾波器的具體情況如下:
[0004]1)諧振器的分離簡并模一般有四種方法:1.1)如圖1所示，通過耦合螺釘來實現簡并模耦合時，為了避免相互作用，其位置應位于兩個諧振(要耦合)的電場強度最大值附近， 且其余簡并模電場為零的區域，通常耦合螺釘與兩個極化的電場成45〇,但這種耦合方式可調諧范圍比較小；1.2)如圖2a和2b所示，在諧振器45°角上方伸進耦合螺釘，同樣可以分離簡并模；1.3)如圖3a和3b所示，剖出個矩形切角，但這種耦合方式不易加工；1.4)如圖4a和 4b所示，在諧振器中心開槽，同樣這種耦合方式不易加工。
[0005]2)1951年林為干院士基于波導腔體內模式的諧振頻率基本公式提出圓柱形諧振腔中存在著多個簡并模式，并設計了顯著減小波導濾波器體積的一腔五模濾波器，為一腔多模濾波器的研究奠定基礎。
[0006]3) 1998年10月，G.Lastoria等人在IEEE MICROWAVE AND GUIDED WAVE LETTERS發表題為 “CAD of Triple-Mode Cavities in Rectangular Waveguide” 的文章中。作者提出了一種采用金屬腔體切角的三模結構，結構如圖5a所示，通過控制切角的大小將若干個諧振模式平移到我們所需的通帶內，它的仿真結果如圖5b所示;這種耦合方式的結構不易加工。
[0007]4) 2004年 1 月，L ? H ? Chua等人發表題為 “Analysis of die 1 ectric loaded cubical cavity for triplemode filter design”文章中，提出利用同軸線作為饋電，如圖6a所示，采用調諧螺釘的介質腔體濾波器結構，仿真結果如圖6b所示;這種采用耦合螺釘的結構可調諧的范圍比較少，存在一定的不足。
【發明內容】
[0008]本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供了一種單腔、可產生多模及傳輸零點的金屬腔體濾波器，可以實現帶通濾波，具有體積小、設計簡單、易加工、性能好等優點，能夠很好的滿足現代通訊系統的要求。
[0009]為實現上述目的，本實用新型所提供的技術方案為:一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器，包括有圓柱形腔體、兩個端蓋及至少一個金屬棒和兩個饋電單元，所述圓柱形腔體的兩端開口，并采用端蓋進行密封，所述端蓋的形狀大小與相應開口的形狀大小相匹配，兩個饋電單元分別安裝在圓柱形腔體的兩個端蓋上，所述金屬棒置于圓柱形腔體中，并與圓柱形腔體的側壁垂直相接。
[0010]所述金屬棒為均勻圓柱體或不均勻圓柱體，所述不均勻圓柱體由兩段粗細不同的圓柱段連接而成。[〇〇11]所述金屬棒固接于圓柱形腔體的側壁中部。
[0012]所述饋電單元垂直安裝在端蓋的中心位置。
[0013]所述饋電單元由探針、SMA接頭、圓盤組成，所述探針垂直插裝在端蓋上，其伸進圓柱形腔體中的一端與圓盤固定相接，其外伸出圓柱形腔體的一端安裝有SMA接頭。
[0014]所述圓柱形腔體、端蓋、金屬棒、饋電單元采用螺絲進行固定。
[0015]本實用新型與現有技術相比，具有如下優點與有益效果:
[0016]本實用新型所提結構應用了多模的想法，濾波器的分數帶寬較寬，在金屬諧振腔腔壁，添加了金屬棒進行微擾，實現一個多模、帶有傳輸零點的濾波器，具有體積小、結構簡單、易加工等優點，應用范圍廣，能夠很好的滿足現代通訊系統的要求。【附圖說明】
[0017]圖1為采用現有技術第一種分離簡并模方法的諧振器(諧振器為矩形體)結構圖。
[0018]圖2a為采用現有技術第二種分離簡并模方法的諧振器立體圖。
[0019]圖2b為采用現有技術第二種分離簡并模方法的諧振器俯視圖。
[0020]圖3a為采用現有技術第三種分離簡并模方法的諧振器立體圖。[〇〇21]圖3b為采用現有技術第三種分離簡并模方法的諧振器俯視圖。[〇〇22]圖4a為采用現有技術第四種分離簡并模方法的諧振器立體圖。[〇〇23]圖4b為采用現有技術第四種分離簡并模方法的諧振器俯視圖。[〇〇24]圖5a為現有技術中采用金屬腔體切角的三模濾波器結構圖。[〇〇25]圖5b為現有技術中采用金屬腔體切角的三模濾波器仿真結果圖。
[0026]圖6a為現有技術中采用調諧螺釘的介質腔體濾波器結構圖。
[0027]圖6b為現有技術中采用調諧螺釘的介質腔體濾波器仿真結果圖。
[0028]圖7為本實用新型濾波器的結構示意圖。[〇〇29]圖8為本實用新型濾波器的正視圖。
[0030]圖9為本實用新型濾波器的側視圖。
[0031]圖10為本實用新型濾波器頻率響應的電磁仿真曲線圖。【具體實施方式】
[0032]下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0033]實施例1
[0034]如圖7至圖9所示，本實施例所述的金屬圓柱腔濾波器，包括有圓柱形腔體1、兩個端蓋2、3及兩個金屬棒4、5和兩個饋電單元，所述圓柱形腔體1的兩端開口，并采用端蓋2、3 進行密封，所述端蓋的形狀大小與相應開口的形狀大小相匹配，兩個饋電單元分別安裝在圓柱形腔體1的兩個端蓋2、3的中心位置上，兩個金屬棒4、5對稱置于圓柱形腔體1中，并垂直安裝在圓柱形腔體1的側壁中部。在本實施例中，所述金屬棒4、5為不均勻圓柱體，而所述不均勻圓柱體是由兩段粗細不同的圓柱段連接而成。此外，所述饋電單元由探針6、SMA接頭 7、圓盤8組成，所述探針6垂直插裝在端蓋上，其伸進圓柱形腔體1中的一端與圓盤8固定相接，其外伸出圓柱形腔體1的一端安裝有SMA接頭7。所述圓柱形腔體1、兩個端蓋2、3、兩個金屬棒4、5、兩個饋電單元采用螺絲固定起來，組裝為一整體，成為本實用新型的金屬圓柱腔濾波器，該金屬圓柱腔濾波器的響應特性如圖10所示。
[0035]實施例2
[0036]與實施例1不同的是本實施例所述的金屬棒為均勻圓柱體(圖中未畫出)。
[0037]以上所述之實施例子只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器，其特征在于:包括有圓柱形腔體、兩個端蓋及至 少一個金屬棒和兩個饋電單元，所述圓柱形腔體的兩端開口，并采用端蓋進行密封，所述端 蓋的形狀大小與相應開口的形狀大小相匹配，兩個饋電單元分別安裝在圓柱形腔體的兩個 端蓋上，所述金屬棒置于圓柱形腔體中，并與圓柱形腔體的側壁垂直相接。2.根據權利要求1所述的一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器，其特征在于:所述金屬棒 為均勻圓柱體或不均勻圓柱體，所述不均勻圓柱體由兩段粗細不同的圓柱段連接而成。3.根據權利要求1或2所述的一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器，其特征在于:所述金 屬棒固接于圓柱形腔體的側壁中部。4.根據權利要求1所述的一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器，其特征在于:所述饋電單 元垂直安裝在端蓋的中心位置。5.根據權利要求1或4所述的一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器，其特征在于:所述饋 電單元由探針、SMA接頭、圓盤組成，所述探針垂直插裝在端蓋上，其伸進圓柱形腔體中的一 端與圓盤固定相接，其外伸出圓柱形腔體的一端安裝有SMA接頭。6.根據權利要求1所述的一種單腔多模的金屬圓柱腔濾波器，其特征在于:所述圓柱形 腔體、端蓋、金屬棒、饋電單元采用螺絲進行固定。
【文檔編號】H01P1/207GK205621830SQ201620254605
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】王世偉, 鄭炳龍
【申請人】華南理工大學