基于超传输的高Q值级联弯折波导腔体滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于超传输的高Q值级联弯折波导腔体滤波器，主要解决现有滤波器损耗大和Q值低的问题。其包括矩形波导腔体和超传输隔膜，该矩形波导腔体采用由前波导(1)、中波导(2)和后波导(3)依次级联形成的E面弯折矩形波导腔体；该超传隔膜由第一超传输隔膜(4)和第二超传输隔膜(5)组成；第一超传输隔膜上开有第一C型缝隙(41)，并加载于前波导与中波导的级联位置，第二超传输隔膜上开有第二C型缝隙(51)，并加载于中波导与后波导的级联位置，用于实现波导腔体滤波器的高Q值选频滤波。本发明专利技术在实现X波段选频滤波功能的同时，减小了损耗，极大地提高了滤波器的Q值，可用于各类微波系统。

High Q cascaded bend waveguide cavity filter based on over propagation

The invention discloses a high Q value cascaded bent waveguide cavity filter based on hyper transmission, which mainly solves the problems of large loss and low Q value of the existing filter. It comprises a rectangular waveguide cavity and transmission diaphragm, the rectangular waveguide cavity by using waveguide (1), before and after the waveguide (2) waveguide (3) E bending of rectangular waveguide cavity are cascaded to form; the super pass diaphragm by the first transmission diaphragm (4) and super second super transmission diaphragm (5 the first super transmission); the diaphragm is provided with a first C type slot (41), and loaded on the front position of cascaded waveguide and waveguide, second super transmission diaphragm is provided with second C slot (51), and loaded on the position of the waveguide in the cascaded waveguide and, for the realization of waveguide cavity filter high Q value selection filter. The invention realizes the X band frequency selective filtering function, reduces the loss and greatly improves the Q value of the filter, and can be used for various microwave systems.

【技术实现步骤摘要】
基于超传输的高Q值级联弯折波导腔体滤波器
本专利技术属于微波
，具体涉及一种高Q值级联弯折波导腔体滤波器，可用于各类微波系统。技术背景波导腔体滤波器是一种由金属导电壁封闭而成的腔体结构，在微波系统中用来分离不同频率微波信号，相比于其它滤波器，具有插入损耗低、功率容量大、品质因数Q值高等优点，在各类微波系统中有广泛的应用。在波导腔体滤波器的设计中，Q值是一个很重要的参数，它反映了腔体的储能能力或频率选择的能力大小，Q＝f0/BW(3dB)，其中f0指滤波器的中心频率，BW(3dB)指3dB通频带带宽，滤波器的Q值越高，其谐振曲线越尖锐，频率选择能力更高。同时，Q值等于腔体内储存的总能量与一个周期内腔体损耗能量的比值，当Q值越高，其通带内衰减越低，插入损耗越小。常见的腔体结构，比如同轴腔体的Q值一般为3000-5000左右，波导腔体的Q值一般为10000左右，但是波导腔体滤波器难以达到理论上的高Q值，这是因为滤波器是由多个波导腔体耦合级联而成，造成滤波器的损耗增大，从而降低滤波器的Q值。为提高腔体滤波器的Q值，国内外学者做了大量的研究。例如，2014年，授权公告号为CN102969549B，题目为“新型腔体介质腔体滤波器”的专利技术专利，公开了一种新型介质腔体滤波器，主模为TM模，其结构为在滤波器各个腔体内部焊接介质谐振器，并且在谐振器背离腔体的一端表面涂覆银层，腔体结构和介质谐振器分别采用不同成分的陶瓷材料，相比于金属谐振器，其TM模的场在介质内更加集中，损耗更低，频率特性更陡峭，Q值提高了一倍。同时通过移动调谐装置实现频率调谐，其调谐范围可达7％-10％。又如，2015年，授权公告号为CN103650237B，“一种滤波器调谐装置及滤波器”的专利技术专利，公开了一种新型的滤波器调谐装置，腔体底部设有通孔，谐振杆从腔体内部通过通孔并且在与腔体底部垂直的方向上移动，通过调节谐振杆伸入腔体内的长度改变滤波器的电容大小，从而达到频率调谐的目的，相比传统的采用调谐螺钉调谐频率的方式，避免了受到调谐螺钉的限制，减小谐振杆的直径从而提高腔体滤波器的Q值，以及降低滤波器的损耗。上述现有技术尽管能够实现腔体滤波器的较高Q值设计，但是不管是在腔体内部加载介质谐振器或是改变滤波器调谐方式，滤波器的Q值主要还是受到腔体结构的限制，并且滤波器的结构都比较复杂，在一定程度上增大了损耗，降低了Q值。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对上述现有技术存在的不足，提出一种基于超传输的高Q值级联弯折波导腔体滤波器，以通过E面弯折矩形波导相互级联形成腔体结构，并且在波导弯折处加载超传输隔膜，有效实现波导腔体滤波器在X波段选频滤波功能，提高滤波器的品质因数Q值。为实现上述目的，本专利技术基于超传输的高Q值级联弯折波导腔体滤波器，包括矩形波导腔体和超传输隔膜，其特征在于：所述矩形波导腔体，采用由前波导1、中波导2和后波导3依次级联形成的E面弯折矩形波导腔体；所述超传输隔膜，由第一超传输隔膜4和第二超传输隔膜5组成，该第一超传输隔膜4上开有第一C型缝隙41，并加载于前波导1与中波导2的级联位置，该第二超传输隔膜5上开有第二C型缝隙51，并加载于中波导2与后波导3的级联位置，用于实现波导腔体滤波器的高Q值选频滤波。作为优选，所述E面弯折矩形波导腔体，弯折角度θ的取值根据波导的参数确定，其范围为：其中，l为前波导1、中波导2和后波导3这三个波导中的最小长度，a是指前波导1前端横截面的窄边长度。作为优选，所述前波导1采用前端为矩形，后端弯折的一体结构，前端横截面的窄边长度为a，宽边长度为b，后端横截面的窄边长度为a'＝a/cos(θ/2)，宽边长度为b，a和b的尺寸由所选矩形波导的型号给出。作为优选，所述中波导2采用前后端同时弯折的一体结构，前后端横截面的大小相同，且与前波导1的后端横截面大小一致。作为优选，所述后波导3采用前端为弯折，后端为矩形的一体结构，前端横截面与中波导2的后端横截面大小一致，后端横截面与前波导1的前端横截面大小一致。作为优选，所述第一超传输隔膜4的横截面与前波导1的后端横截面大小一致，即窄边长度W1＝a'，宽边长度W2＝b。作为优选，第一C型缝隙41的开口与波导的弯折方向相反，且位于第一超传输隔膜4的中心位置，其水平边长与垂直边长d相同，且小于第一超传输隔膜4窄边长度与宽边长度中的最小值，缝隙宽度w1＜d/2。作为优选，所述第二超传输隔膜5的横截面与后波导3的前端横截面大小一致，即窄边长度W3＝a'，宽边长度W4＝b。作为优选，第二C型缝隙51的开口与波导的弯折方向一致，且位于第二超传输隔膜5的中心位置，该缝隙的水平边长d1小于垂直边长d2，该缝隙宽度w2与第一C型缝隙41的缝隙宽度相同，d2小于第二超传输隔膜5窄边长度与宽边长度中的最小值。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、本专利技术通过E面弯折矩形波导级联形成腔体结构，在波导弯折处加载超传输隔膜，且隔膜上开有C型缝隙，有效实现了波导腔体滤波器在其工作频率范围内的选频滤波功能。2、本专利技术在波导弯折处采用不同形式的超传输隔膜，通过调节C型缝隙的结构，实现了波导腔体滤波器在X波段极窄频带内带通，其Q值达到了25000，与现有的波导腔体滤波器相比，其损耗更小，Q值几乎提高了一倍。3、本专利技术由于超传输隔膜采用不同形式的C型缝隙，通过改变C型缝隙的尺寸，能够调谐波导腔体滤波器的中心频率，其调谐范围为8.2GHz–12.4GHz。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术中第一超传输隔膜的结构示意图；图3是本专利技术中第二超传输隔膜的结构示意图；图4是本专利技术传输特性曲线图；图5是本专利技术中第一C型缝隙的边长与中心频率f0的关系仿真图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术作进一步说明。参照图1，本实施例包括矩形波导腔体和超传输隔膜，该矩形波导腔体采用由前波导1、中波导2和后波导3依次级联形成的E面弯折矩形波导腔体，该超传输隔膜由第一超传输隔膜4和第二超传输隔膜5组成，其中第一超传输隔膜4上开有第一C型缝隙41，并加载于前波导1与中波导2的级联位置，第二超传输隔膜5上开有第二C型缝隙51，并加载于中波导2与后波导3的级联位置，用于实现波导腔体滤波器的高Q值选频滤波。所述矩形波导腔体的弯折角度θ的取值根据波导的参数确定，其范围为：式中，l为前波导1、中波导2和后波导3这三个波导中的最小长度，a是指前波导1前端横截面的窄边长度。所述前波导1采用前端为矩形，后端弯折的一体结构，前端横截面的窄边长度为a，宽边长度为b，后端横截面的窄边长度为a'＝a/cos(θ/2)，宽边长度为b，a和b的尺寸由所选矩形波导的型号给出。所述中波导2采用前后端同时弯折的一体结构，前后端横截面的大小相同，且与前波导1的后端横截面大小一致。所述后波导3采用前端为弯折，后端为矩形的一体结构，前端横截面与中波导2的后端横截面大小一致，后端横截面与前波导1的前端横截面大小一致。在本实施例的矩形波导采用宽为22.86mm，高10.16mm，单模传输频率范围为8.2GHz-12.4GHz的标准WR90波导，弯折角度θ为121度，其中前波导1的长度为20mm，前端横截面窄边长度a＝10.16mm，宽边长度b＝22.86mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超传输的高Q值级联弯折波导腔体滤波器，包括矩形波导腔体和超传输隔膜，其特征在于：所述矩形波导腔体，采用由前波导(1)、中波导(2)和后波导(3)依次级联形成的E面弯折矩形波导腔体；所述超传输隔膜，由第一超传输隔膜(4)和第二超传输隔膜(5)组成，该第一超传输隔膜(4)上开有第一C型缝隙(41)，并加载于前波导(1)与中波导(2)的级联位置，该第二超传输隔膜(5)上开有第二C型缝隙(51)，并加载于中波导(2)与后波导(3)的级联位置，用于实现波导腔体滤波器的高Q值选频滤波。

【技术特征摘要】
1.一种基于超传输的高Q值级联弯折波导腔体滤波器，包括矩形波导腔体和超传输隔膜，其特征在于：所述矩形波导腔体，采用由前波导(1)、中波导(2)和后波导(3)依次级联形成的E面弯折矩形波导腔体；所述超传输隔膜，由第一超传输隔膜(4)和第二超传输隔膜(5)组成，该第一超传输隔膜(4)上开有第一C型缝隙(41)，并加载于前波导(1)与中波导(2)的级联位置，该第二超传输隔膜(5)上开有第二C型缝隙(51)，并加载于中波导(2)与后波导(3)的级联位置，用于实现波导腔体滤波器的高Q值选频滤波。2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于：所述E面弯折矩形波导腔体，弯折角度θ的取值根据波导的参数确定，其范围为：其中，l为前波导(1)、中波导(2)和后波导(3)这三个波导中的最小长度，a是指前波导(1)前端横截面的窄边长度。3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于：所述前波导(1)采用前端为矩形，后端弯折的一体结构，前端横截面的窄边长度为a，宽边长度为b，后端横截面的窄边长度为a'＝a/cos(θ/2)，宽边长度为b，a和b的尺寸由所选矩形波导的型号给出。4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于：所述中波导(2)采用前后端同时弯折的一体结构，前后端横截面...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锐，胡博伟，张澳芳，高东兴，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61