專利名稱：超寬帶濾波器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用于屏蔽室的超寬帶濾波器，其濾波頻段為10kHz～110GHz，阻帶內插入損耗不小于80dB。
背景技術：
近十幾年來，作為微波實驗基礎設施的屏蔽室，其使用的頻率范圍不斷擴展，頻率高端已由1GHz增加到20GHz，近年來又增加到40GHz，預計未來的趨勢還會增加到60GHz，甚至100GHz。為保證屏蔽室在整個工作頻段范圍的屏蔽性能，必須給電源線和信號線安裝濾波器。用于屏蔽室的濾波器需要在屏蔽室的整個工作頻段內都具有較高的插入損耗，一般不低于80dB。現有的濾波器通常采用電感和電容等元件組成LC濾波電路，當工作頻率高于10GHz時，由于LC電路中的高頻效應導致這種類型的濾波器濾波性能下降，無法實現80dB以上高插入損耗的濾波要求，因而不能滿足高頻屏蔽室的使用要求。
在中國專利“01266173.2”中公告了一種“用于屏蔽室的超寬帶電源濾波器”，該濾波器由低頻LC濾波器和高頻吸收式濾波器兩部分組成，其濾波頻段為10kHz～40GHz，并具較高的插入損耗，但其結構較為復雜和松散，體積大，濾波頻段也有待進一步加寬。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提出一種可供屏蔽室使用的超寬帶濾波器，它具有結構簡單緊湊，體積小，濾波頻帶寬及使用性能更優的特點。
本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為包括有低頻LC濾波器和高頻吸收式濾波器，所述的高頻吸收式濾波器包括金屬殼體和設在殼體內的屏蔽腔，屏蔽腔中充填高性能電磁吸波介質，其不同之處在于所述的低頻LC濾波器埋設于屏蔽腔的高性能電磁吸波介質中。
按上述方案，所述的屏蔽腔由金屬殼體內安設金屬隔板構成；所述的低頻LC濾波器由串聯電感和并聯電容組合而成，串聯的電感設置2～6個，在各電感兩端并接旁路電容。按LC濾波器中電感的數目將金屬殼體用金屬隔板對應分成多個屏蔽腔，一個電感安設在一個屏蔽腔中；其中電感可為共模電感，電容可為穿心電容。所述的高性能電磁吸波介質由高導電碳粉、聚苯胺、金屬纖維和環氧樹脂均勻混制而成。
本發明的工作原理如下低頻端通過“串感并容”的LC電路結構實現其低通的目的，用于濾除10kHz～10GHz的干擾信號。高頻端是利用高性能電磁吸波介質將輻射的10GHz～110GHz的高頻在其傳輸路徑上衰減掉，從而實現高頻濾波的目的。通過低頻端和高頻端的共同作用實現超寬帶高損耗的濾波要求。
本發明的有益效果在于1、加強了10GHz～110GHz的濾波性能，使得高頻段的濾波帶寬進一步加大，該頻段的插入損耗達到80dB以上，這是現有濾波器所無法實現的。
2、將低頻和高頻濾波器合二為一，不僅結構簡單緊湊，縮小了體積，而且使用安裝更為方便。
3、高頻濾波性能得到進一步提高，根據LC濾波器中共模電感的數目將金屬殼體用金屬隔板對應分成多個屏蔽腔，各電感相互隔離，可降低高頻干擾信號的耦合效應，同時由于穿心電容具有很小的寄生電感，采用穿心電容能有助于高頻性能的進一步優化。
4、既適于信號線的濾波，也可用于電源線的濾波。
圖1是本發明一個實施例的低頻LC濾波器電路原理圖。
圖2是本發明一個實施例的立體結構剖視圖。
具體實施例方式
以下結合附圖進一步說明本發明的實施例，包括有低頻LC濾波器和高頻吸收式濾波器，所述的低頻LC濾波器由串聯電感4和并聯電容6組合而成，串聯的電感通常設置3～4個，本實施例的電感設置3個L1、L2、L3，電感為共模電感，由繞制在非晶磁環上的線圈構成，其功能是阻止干擾信號通過；在各電感兩端并接旁路電容，本實施例中在3個L1、L2、L3之間旁接8個(4對)電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8，其中C1與C2相串接且容值相等，C3與C4相串接且容值相等，C5與C6相串接且容值相等，C7與C8相串接且容值相等，4對電容分別旁接于3個電感的兩端，每對電容的中間段接地；所述的高頻吸收式濾波器包括一長方形的金屬殼體2，殼體內沿縱向通過金屬隔板3設置多個屏蔽腔，本實施例設置5個屏蔽腔，兩端的分別為輸入、輸出屏蔽腔，中間3個為電感屏蔽腔，電感屏蔽腔中充填高性能電磁吸波介質5；上述低頻LC濾波器埋設于屏蔽腔的高性能電磁吸波介質中，其中的共模電感L1、L2、L3分別安設在中間3個電感屏蔽腔中，而8個電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8為穿心電容，安設于金屬隔板的兩側。所述的高性能電磁吸波介質由高導電碳粉、聚苯胺、金屬纖維和環氧樹脂均勻混制固化而成，其混合比例按重量計可為高導電碳粉∶聚苯胺∶金屬纖維∶環氧樹脂＝1∶1∶1∶10。此外，在金屬殼體外設置有安裝柱7，用于懸掛和穿接于屏蔽室外部的墻壁上，濾波器兩端的接線為引入線和引出線，其中引入線1與屏蔽室外部的線路連接，作為輸入端；引出線8進入屏蔽室，與屏蔽室內部的線路連接，作為輸出端。
本實施例低頻LC濾波器電感電容的參數為C1＝C2＝115nF、C3＝C4＝175nF、C5＝C6＝175nF、C7＝C8＝115nF、L1＝30mH、L2＝32mH、L3＝30mH。構成用于電話線的低通型濾波器，具有如下的技術指標輸入阻抗為600Ω，通帶截止頻率為3.4kHz，濾波頻段為10kHz～110GHz，阻帶內插入損耗不小于80dB。
下表為本實施例超寬帶濾波器插入損耗的測試數據。可以看出在濾波頻段10kHz～110GHz的范圍內，插入損耗值均大于80dB。
權利要求
1.一種超寬帶濾波器，包括有低頻LC濾波器和高頻吸收式濾波器，所述的高頻吸收式濾波器包括金屬殼體和設在殼體內的屏蔽腔，屏蔽腔中充填高性能電磁吸波介質，其特征在于所述的低頻LC濾波器埋設于屏蔽腔的高性能電磁吸波介質中。
2.按權利要求1所述的超寬帶濾波器，其特征在于所述的屏蔽腔由金屬殼體內安設金屬隔板構成。
3.按權利要求1或2所述的超寬帶濾波器，其特征在于所述的低頻LC濾波器由串聯電感和并聯電容組合而成，串聯的電感設置2～6個，在各電感兩端并接旁路電容。
4.按權利要求3所述的超寬帶濾波器，其特征在于按LC濾波器中電感的數目將金屬殼體用金屬隔板對應分成多個屏蔽腔，一個電感安設在一個屏蔽腔中。
5.按權利要求3所述的超寬帶濾波器，其特征在于所述的電感為共模電感，電容為穿心電容。
6.按權利要求1或2所述的超寬帶濾波器，其特征在于高性能電磁吸波介質由高導電碳粉、聚苯胺、金屬纖維和環氧樹脂均勻混制而成。
7.按權利要求5所述的超寬帶濾波器，其特征在于所述的共模電感由繞制在非晶磁環上的線圈構成。
8.按權利要求5所述的超寬帶濾波器，其特征在于所述的穿心電容安設于金屬隔板的兩側。
9.按權利要求4或5所述的超寬帶濾波器，其特征在于電感設置3個L1、L2、L3，電感為共模電感，在3個電感之間旁接8個電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8，其中C1與C2相串接且容值相等，C3與C4相串接且容值相等，C5與C6相串接且容值相等，C7與C8相串接且容值相等，4對電容分別旁接于3個電感的兩端，每對電容的中間段接地，金屬殼體為一長方形的金屬殼體，殼體內沿縱向通過金屬隔板設置5個屏蔽腔，兩端的分別為輸入、輸出屏蔽腔，中間3個為電感屏蔽腔，電感L1、L2、L3分別安設在中間3個電感屏蔽腔中，8個電容為穿心電容，安設于金屬隔板的兩側。
10.按權利要求1或2所述的超寬帶濾波器，其特征在于所述的高性能電磁吸波介質由高導電碳粉、聚苯胺、金屬纖維和環氧樹脂均勻混制固化而成，其混合比例按重量計可為高導電碳粉∶聚苯胺∶金屬纖維∶環氧樹脂＝1∶1∶1∶10。
全文摘要
本發明涉及一種適用于屏蔽室的超寬帶濾波器，其濾波頻段為10kHz～110GHz，阻帶內插入損耗不小于80dB。包括有低頻LC濾波器和高頻吸收式濾波器，所述的高頻吸收式濾波器包括金屬殼體和設在殼體內的屏蔽腔，屏蔽腔中充填高性能電磁吸波介質，其不同之處在于所述的低頻LC濾波器埋設于屏蔽腔的高性能電磁吸波介質中。本發明使得高頻段的濾波帶寬進一步加大，將低頻和高頻濾波器合二為一，不僅結構簡單緊湊，縮小了體積，而且使用安裝更為方便。本發明將各電感相互隔離，可降低高頻干擾信號的耦合效應，采用穿心電容能有助于高頻性能的進一步優化。該濾波器既適于電話線的濾波，也可用于電源線的濾波。
文檔編號H03H7/01GK1794514SQ20051001947
公開日2006年6月28日 申請日期2005年9月22日 優先權日2005年9月22日
發明者譚輝, 賀建新, 翁睿, 汪水平 申請人:中國艦船研究設計中心