基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器结构制造技术

本发明专利技术涉及一种基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器，属于微波电路集成技术领域。本发明专利技术采用同轴结构来实现，内部集成了三个终端开路谐振器，谐振器采用了新型的阶跃阻抗形式。通过调整阶跃阻抗谐振器高低阻抗传输线的阻抗比，可以使滤波器的寄生通带远离主通带，也可以使阶跃阻抗谐振器的总长度小于传统的二分之一波长。每个阶跃阻抗谐振器与外部传输线以及两个阶跃阻抗谐振器之间都采用终端耦合的形式。同轴滤波器外部端口采用了SSMP的接口形式，可以直接嵌入在天线与收发组件之间的结构中，起到抑制各次谐波的作用。该同轴滤波器设计简单，插损小,阻带很宽，易于与结构件集成。集成。集成。

【技术实现步骤摘要】
基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器结构


[0001]本专利技术属于微波电路集成
，具体为一种基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器。应用在无线通信或者雷达前端电路中，实现了对末级功放输出端的高次谐波抑制，此同轴滤波器具有良好的工程实现性。

技术介绍

[0002]在大多数有源相控阵雷达前端电路中，往往将有源收发组件与天线阵面进行一体化设计，而且为了尽可能的提高集成度，两者之间往往采用直通互连的方式。虽然缩小了前端体积，但是这种简单的互连大大降低了雷达的电磁兼容性。尤其是收发组件输出端的无用杂散与谐波都有可能成为雷达系统的干扰源，影响系统性能。因此高性能，易集成的滤波器就显得十分关键。传统的微带滤波器形式多种多样，但是损耗较大，承受功率有限，而且空间辐射较强，不适于集成在收发组件的末级。相反，同轴滤波器损耗小，承受功率大，而且可以嵌入到收发组件与天线之间的结构内部，一方面起到互连的作用，另一方面可以有效抑制收发组件输出的杂散与谐波。基于半波长均匀阻抗谐振器的同轴滤波器设计简单，但是其寄生通带位于两倍的中心频率处，而且位置无法调节，因此也就无法抑制高次谐波。

技术实现思路

[0003]要解决的技术问题
[0004]为了解决传统同轴滤波器阻带窄，体积大等各种缺点，本专利技术提出一种基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器结构，实现了小型化、宽阻带以及阻带易调节等特性,从而提供一种更加实用的宽阻带带通滤波器结构。其寄生通带可以设置在四倍的中心频率处，甚至更高的位置，而且其具体位置可由谐振器的高低阻抗比来确定。
[0005]技术方案
[0006]一种基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器结构，其特征在于整个结构全部采用同轴传输形式来实现，包括中间的滤波器主体结构和左右依次成对称分布的外部耦合装置、过渡转换装置和标准SSMP阴性接头，所述的标准SSMP阴性接头由内外导体以及中间的空气介质构成；所述的过渡转换装置由内外导体以及中间的PCTFE材料构成；所述的外部耦合装置由外导体、粗细突变的内导体以及中间的Teflon材料构成；所述的滤波器主体结构由外导体、3个三个尺寸完全一致的高低阻抗谐振器以及中间的Teflon材料构成；在外部耦合装置和滤波器主体结构之间设有耦合基片，在两个高低阻抗谐振器之间设有耦合基片。
[0007]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的高低阻抗谐振器包括第二细内导体和位于第二细内导体两端的第二粗内导体，通过调整第二细内导体和第二粗内导体的直径和长度来设计滤波器的尺寸以及寄生通带的位置。
[0008]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的耦合基片采用高介电常数的AL2O3材料加工而成。
[0009]本专利技术技术方案更进一步的说：位于外部耦合装置(3)和滤波器主体结构(4)之间的耦合基片的厚度为0.13mm。
[0010]本专利技术技术方案更进一步的说：在两端粗中间细的内导体之间的耦合基片的厚度为0.38mm。
[0011]有益效果
[0012]本专利技术提出的一种基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器结构，该带通滤波器采用同轴结构来实现，内部集成了三个终端开路谐振器，为了尽可能缩小谐振器尺寸以及灵活调整滤波器寄生通带的位置，谐振器采用了新型的阶跃阻抗形式。通过调整阶跃阻抗谐振器高低阻抗传输线的阻抗比，可以使滤波器的寄生通带远离主通带，也可以使阶跃阻抗谐振器的总长度小于传统的二分之一波长。每个阶跃阻抗谐振器与外部传输线以及两个阶跃阻抗谐振器之间都采用终端耦合的形式，为了提高谐振器之间的耦合，在每个耦合缝隙处填充了高介电常数的陶瓷基片。同轴滤波器外部端口采用了SSMP的接口形式，可以直接嵌入在天线与收发组件之间的结构中，起到抑制各次谐波的作用。该同轴滤波器设计简单，插损小,阻带很宽，易于与结构件集成。因此，该滤波器可以有效的抑制高次谐波。与现有技术相比，其有益效果为：(1)采用同轴结构，滤波器电磁兼容性更好，而且易于嵌入在结构内部；(2)采用高低阻抗谐振器，结构更加紧凑；(3)通过调节谐振器高低阻抗的比值可以方便的调节寄生通道的位置；(4)上阻带更宽，可以抑制二次谐波，三次谐波，甚至四次谐波。
附图说明
[0013]图1为本专利技术宽阻带同轴滤波器的外部结构图。
[0014]图2为本专利技术宽阻带同轴滤波器的零件图。
[0015]图3同轴滤波器零件装配图
[0016]图4为本专利技术宽阻带同轴滤波器的测试电路简化图。
[0017]图5为本专利技术宽阻带同轴滤波器结构仿真和测试结果图。其中实线为仿真结果，虚线为测试结果。
具体实施方式
[0018]现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：
[0019]本专利技术整个结构全部采用同轴传输形式来实现，其中包括外部的金属导体，中间的介质以及内部的金属导体。结构主要由标准SSMP接头，过渡变换装置，外部耦合装置，内部高低阻抗谐振器以及耦合基片构成。其中，SSMP接头由内外导体以及中间的空气介质构成；同轴过渡变换装置由内外导体以及中间的PCTFE材料构成，过渡变换装置一方面将两端的SSMP接头与同轴滤波器主体结构固定在一起，另一方面起到阻抗变换的作用。外部耦合装置由外导体，粗细突变的内导体以及中间的Teflon材料构成；内部谐振器由外导体，粗细突变的内导体以及中间的Teflon材料构成；耦合基片采用高介电常数的AL2O3材料加工而成，用于增强谐振器之间的耦合。两端的同轴接头都采用标准的SSMP形式。每个内部高低阻抗阶跃谐振器的内导都采用两端粗，中间细的突变形式。两个相邻谐振器之间的缝隙通过陶瓷基片填充。结构左右对称，而且内部的每个谐振器尺寸完全一致。谐振器的中间介质选
用Teflon，过渡变换装置的中间介质选用PCTFE，两端SSMP的中间介质选用空气。通过过盈配合的连接方式将两端的SSMP接头与中间的滤波器主体固定在一起。
[0020]结合图1，本专利技术宽阻带带通滤波器结构全部通过同轴结构来实现，其中包括标准SSMP阴性接头1，过渡转换装置2，外部耦合装置3以及滤波器主体结构4。
[0021]结合图2，SSMP阴性接头由第一同轴外导体5，第一同轴内导体6以及中间的空气介质7构成。其中，内导体中间加工有直径为0.5mm的孔8，方便与外部阳性SSMP对接。结合图2，过渡转换装置由第二同轴外导体9，第二同轴内导体10，中间的PCTFE材料11以及环形空气槽12构成。其中，第二同轴内导体10为实心结构，一端插入到SSMP内导体的孔8中，另一端插入到外部耦合装置3内导体的孔中。环形空气槽12起到阻抗匹配的作用。外部耦合装置3由第三同轴外导体13，第一细内导体14，第一粗内导体15，中间的第一Teflon材料16以及0.13mm厚的第一AL2O3陶瓷基片17构成。其中高介电常数的陶瓷基片17直径与粗内导体15直径一致，用来增强外部结构与滤波器主体结构中两端谐振器的耦合。滤波器主体结构由第四同轴外导体18，三个尺寸完全一致的高低阻抗谐振器，包括第二粗内导体19以及第二细内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器结构，其特征在于整个结构全部采用同轴传输形式来实现，包括中间的滤波器主体结构(4)和左右依次成对称分布的外部耦合装置(3)、过渡转换装置(2)和标准SSMP阴性接头(1)，所述的标准SSMP阴性接头(1)由内外导体以及中间的空气介质构成；所述的过渡转换装置(2)由内外导体以及中间的PCTFE材料构成；所述的外部耦合装置由外导体、粗细突变的内导体以及中间的Teflon材料构成；所述的滤波器主体结构(4)由外导体、3个三个尺寸完全一致的高低阻抗谐振器以及中间的Teflon材料构成；在外部耦合装置(3)和滤波器主体结构(4)之间设有耦合基片，在两个高低阻抗谐振器之间设有耦合基片。2.根据权利要求1所述的一种基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立学，荀民，段军，武华峰，刘俊，李锐，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：