低结构深宽比的双模矩形波导滤波器及其多阶滤波器件制造技术

本发明专利技术公开了一种低结构深宽比的双模矩形波导滤波器及其多阶滤波器件，滤波器包括本体、至少两片第一电感耦合膜片、两组第二电感耦合膜片以及两个波导接口。本体相对两侧上分别开设两个开口，本体内具有相通的两个双模谐振腔。第一电感耦合膜片设置在两个双模谐振腔之间，以形成连通两个双模谐振腔的一条第一通道。两组第二电感耦合膜片分别设置在两个开口中，并形成分别连通两个双模谐振腔的两条第二通道。两个波导接口分别与两组第二电感耦合膜片相对应，每个波导接口通过对应的第二电感耦合膜片而盖在对应的开口上。本发明专利技术有效地减小了整个滤波器结构的深宽比，而且大幅提高了滤波器的带外抑制能力，并可在带外引入传输零点。

【技术实现步骤摘要】
低结构深宽比的双模矩形波导滤波器及其多阶滤波器件
本专利技术涉及滤波
的一种滤波器，尤其涉及一种低结构深宽比的双模矩形波导滤波器及其多阶滤波器件。
技术介绍
在众多滤波器结构当中，金属波导滤波器因功率容量大、没有辐射损耗、导体和介质损耗小、结构简单等优势在武器装备、卫星通信等空间系统中获得了广泛的应用。目前，如何减小滤波器的体积和重量，并在太赫兹频段实现小尺寸滤波器的精确微制造成为了波导滤波器研究的重点。众所周知，滤波器结构的深宽比越大，微加工的难度越大，加工的精确度越低。因此，对于现有的金属波导滤波器，如何在保持滤波特性基本不受影响的情况下有效的降低其结构的深宽比，从而降低微加工的难度，提高加工精确度是亟待解决的一个问题。
技术实现思路
针对现有技术的问题，本专利技术提供一种低结构深宽比的双模矩形波导滤波器及其多阶滤波器件，解决了现有的金属波导滤波器不能在保持滤波特性基本不受影响的情况下，有效的其降低结构的深宽比，以降低微加工的难度，提高加工精确度的问题。本专利技术采用以下技术方案实现：一种低结构深宽比的双模矩形波导滤波器，其包括：本体，其相对两侧上分别开设两个开口；本体内具有相通的两个双模谐振腔；至少两片第一电感耦合膜片，其设置在两个双模谐振腔之间，且相互隔开以形成连通两个双模谐振腔的一条第一通道；两组第二电感耦合膜片，其分别安装在两个开口中；每组第二电感耦合膜片包括至少两片第二电感耦合膜片，且至少两片第二电感耦合膜片相互隔开以形成分别连通两个双模谐振腔的两条第二通道；以及两个波导接口，其分别与两组第二电感耦合膜片相对应；每个波导接口通过对应的第二电感耦合膜片而盖在对应的开口上；其中，开口、双模谐振腔、第一电感耦合膜片以及第二电感耦合膜片的高度均相同；电磁波通过一个波导接口输入一条第二通道中，并进入两个双模谐振腔进行磁耦合和电耦合以滤波，且在滤波后通过另一条第二通道进入另一个波导接口而输出。作为上述方案的进一步改进，第一电感耦合膜片与第二电感耦合膜片中至少一者为直角电感耦合膜片。作为上述方案的进一步改进，第一电感耦合膜片与第二电感耦合膜片均为圆角电感耦合膜片。作为上述方案的进一步改进，双模谐振腔、所述第一通道以及所述第二通道均为长方体结构。进一步地，本体的外轮廓呈“工”字形，且开口开设在本体的对称轴上。再进一步地，定义本体的对称轴的方向为长度方向，与本体的对称轴的垂直的方向为宽度方向；较大的双模谐振腔的长度为2.695mm，宽度为5.345mm；较小的双模谐振腔的长度为2.82mm，宽度为5.02mm；所述第一通道的长度为0.92mm，宽度为1.14mm；较大的第二通道的长度为0.33mm，宽度为1.346mm，较小的第二通道的长度为0.25mm，宽度为1.19mm。再进一步地，开口、双模谐振腔、第一电感耦合膜片以及第二电感耦合膜片的高度均为1.27mm作为上述方案的进一步改进，第一电感耦合膜片的倒圆角半径为0.24mm，对应较大的第二通道的第二电感耦合膜片的倒圆角半径为0.14mm，对应较小的第二通道的第二电感耦合膜片的倒圆角半径为0.09mm。作为上述方案的进一步改进，本体由铜或者铝制得，第一电感耦合膜片和第二电感耦合膜片为通过高导磁性材料渗合至少一种金属材料，并在2000℃烧聚而制得的膜片。本专利技术还提供了一种多阶滤波器件，其包括上述任意所述的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器，且多个所述滤波器通过金属线依次相连。本专利技术的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器，通过设置至少两个双模谐振腔，实现了带有传输零点的四阶矩形波导带通滤波，不仅有效减小了滤波器的体积和重量，而且大幅提高了滤波器的带外抑制能力，并可在带外引入传输零点，优化了其滤波特性。并且，本专利技术的开口、双模谐振腔、第一电感耦合膜片以及第二电感耦合膜片的高度均相同，这样输入输出端与谐振腔之间就不需要另加台阶，可简化滤波器结构。由于两个谐振腔之间的磁场能量交换是通过磁耦合的大小来表征的，耦合使得谐振腔的频率发生了一定程度的分散，即拓展了腔体的选频带宽，耦合越大，分散程度越大。因此，本专利技术可采用圆角电感耦合膜片，采用圆角耦合膜片以后，实际上相当于改变了膜片的尺寸，使得耦合量的大小发生了改变，从而使得谐振腔之间的耦合量增强，最终导致波导滤波器的回波损耗减小，同时使得结构的最大深宽比减小。这样，不仅没有对滤波器的滤波特性造成影响，反而极大的减小了整个滤波器结构的深宽比，从而降低微制造的难度，提高制造的精确度。附图说明图1为本专利技术实施例1的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器结构示意图；图2为图1中的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器的尺寸图；图3为图1中的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器的S参数仿真曲线图；图4为本专利技术实施例2的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器结构示意图；图5为图4中的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器的尺寸图；图6为图4中的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器的S参数仿真曲线图。符号说明：1本体4第一电感耦合膜片2开口5第二电感耦合膜片3双模谐振腔6波导接口具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1请参阅图1，本实施例提供了一种低结构深宽比的双模矩形波导滤波器，其包括本体1、第一电感耦合膜片4、第二电感耦合膜片5以及波导接口6。本体1的相对两侧上分别开设两个开口2，本体1内具有相通的两个双模谐振腔3，双模谐振腔3为长方体结构。本体1可采用铜、铝等金属制得，本体1的外轮廓可为方形，且双模谐振腔3为矩形腔体，进行滤波。在本实施例中，本体1的外轮廓呈“工”字形，且开口2开设在本体1的对称轴上。本体1可为现有滤波器的本体，并且可采用金属制成。本实施例通过设置至少两个双模谐振腔3，实现了带有传输零点的四阶矩形波导带通滤波，不仅有效减小了滤波器的体积和重量，而且大幅提高了滤波器的带外抑制能力，优化了其滤波特性。第一电感耦合膜片4的数量为一组，并且每组第一电感耦合膜片4包含至少两片第一电感耦合膜片4，两片第一电感耦合膜片4设置在相邻的两个双模谐振腔3之间，且相互隔开以形成连通两个双模谐振腔3的一条第一通道。其中，每组第一电感耦合膜片4中的两个耦合膜片相对设置，以形成呈长方体的前述的第一通道。在本实施例中，第一电感耦合膜片4采用直角电感耦合膜片，而在其他实施例中，第一电感耦合膜片4也可采用其他形状的电感耦合膜片。第一电感耦合膜片4可以将一个双模谐振腔3中的能量传递至另一个双模谐振腔3，可利用电容器允许通过交流成分、阻挡直流成分的性质，可以将电路的交流部分和直流部分耦合起来。第二电感耦合膜片5的数量为两组，且分别安装在两个开口2中，每组第二电感耦合膜片5包括至少两片第二电感耦合膜片5，且至少两片第二电感耦合膜片5相互隔开以形成分别连通两个双模谐振腔3的两条第二通道。每组第二电感耦合膜片5的两个耦合膜片相对设置，从而形成位于两个耦合膜片之间的第二通道，第二通道为长方体结构。在本实施例中，第二电感耦合膜片5可采用直角电感耦合膜片，而在其他实施例中，第二电感耦合膜片5也可采用其他形状的电感耦合膜片。第二电感耦合膜片5可比第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低结构深宽比的双模矩形波导滤波器，其包括：本体(1)，其相对两侧上分别开设两个开口(2)；其特征在于，本体(1)内具有相通的两个双模谐振腔(3)；所述双模矩形波导滤波器还包括：至少两片第一电感耦合膜片(4)，其设置在两个双模谐振腔(3)之间，且相互隔开以形成连通两个双模谐振腔(3)的一条第一通道；两组第二电感耦合膜片(5)，其分别安装在两个开口(2)中；每组第二电感耦合膜片(5)包括至少两片第二电感耦合膜片(5)，且至少两片第二电感耦合膜片(5)相互隔开以形成分别连通两个双模谐振腔(3)的两条第二通道；以及两个波导接口(6)，其分别与两组第二电感耦合膜片(5)相对应；每个波导接口(6)通过对应的第二电感耦合膜片(5)而盖在对应的开口(2)上；其中，开口(2)、双模谐振腔(3)、第一电感耦合膜片(4)以及第二电感耦合膜片(5)的高度均相同；电磁波通过一个波导接口(6)输入一条第二通道中，并进入两个双模谐振腔(3)进行磁耦合和电耦合以滤波，且在滤波后通过另一条第二通道进入另一个波导接口(6)而输出。

【技术特征摘要】
1.一种低结构深宽比的双模矩形波导滤波器，其包括：本体(1)，其相对两侧上分别开设两个开口(2)；其特征在于，本体(1)内具有相通的两个双模谐振腔(3)；所述双模矩形波导滤波器还包括：至少两片第一电感耦合膜片(4)，其设置在两个双模谐振腔(3)之间，且相互隔开以形成连通两个双模谐振腔(3)的一条第一通道；两组第二电感耦合膜片(5)，其分别安装在两个开口(2)中；每组第二电感耦合膜片(5)包括至少两片第二电感耦合膜片(5)，且至少两片第二电感耦合膜片(5)相互隔开以形成分别连通两个双模谐振腔(3)的两条第二通道；以及两个波导接口(6)，其分别与两组第二电感耦合膜片(5)相对应；每个波导接口(6)通过对应的第二电感耦合膜片(5)而盖在对应的开口(2)上；其中，开口(2)、双模谐振腔(3)、第一电感耦合膜片(4)以及第二电感耦合膜片(5)的高度均相同；电磁波通过一个波导接口(6)输入一条第二通道中，并进入两个双模谐振腔(3)进行磁耦合和电耦合以滤波，且在滤波后通过另一条第二通道进入另一个波导接口(6)而输出。2.如权利要求1所述的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器，其特征在于，第一电感耦合膜片(4)与第二电感耦合膜片(5)均为圆角电感耦合膜片。3.如权利要求1所述的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器，双模谐振腔(3)、所述第一通道以及所述第二通道均为长方体结构。4.如权利要求3所述的低结构深宽比的双模矩形波导滤波器，本体(1)的外轮廓呈字形，且开口(2)开设在本体(1)的对称轴上。5.如权利要求4所述的低结构深宽比的双模矩形波导滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊林，王鑫，韩丁，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15