專利名稱：一種梳齒超寬帶濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利涉及一種濾波器，具體地說，是涉及一種利用腔體梳型結(jié)構(gòu)的超寬帶濾波器。
背景技術(shù)：
所謂超寬帶濾波器使指相對帶寬超過30%以上的帶通濾波器。隨著超寬帶無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，對超寬帶無線通信電子設(shè)備提出了更高的要求。濾波器在超寬帶無線通信系統(tǒng)中扮演著重要的角色，它起著選擇信號的重要作用，是超寬帶無線通信系統(tǒng)中必不可少的重要元件，它的工作性能好壞直接影響到超寬帶無線通信系統(tǒng)的整體工作性能。傳統(tǒng)的超寬帶濾波器多是用微帶線、槽線以及缺陷地等結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，這種濾波器具有體積小的特點，但是也有插損大、帶外抑制差、不易調(diào)試和成品率低等缺點。本實用新型 專利采用脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單，差損小，寄生通帶遠(yuǎn)，性能穩(wěn)定的優(yōu)點。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種低插損、加工簡單、易于調(diào)試、成品率高的超寬帶濾波器。本文定義的超寬帶濾波器的相對帶寬可以做到100%以上。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種梳齒超寬帶濾波器，包括腔體、以及設(shè)置在腔體上的兩個同軸線接頭，以及設(shè)置在腔體上方的蓋板，以及設(shè)置在腔體內(nèi)部并與腔體底部連接的梳齒，所述同軸線接頭主要由同軸線外導(dǎo)體以及貫穿同軸線外導(dǎo)體的同軸線內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成；梳齒遠(yuǎn)離腔體底部的一面為與蓋板平行的平面，相鄰梳齒之間設(shè)置有脊結(jié)構(gòu)，同軸線內(nèi)導(dǎo)體伸入腔體中并與梳齒相接觸，且所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體與梳齒連接一端的端面中心點高于梳齒遠(yuǎn)離腔體底部的一面。所述伸入腔體中的同軸線內(nèi)導(dǎo)體直接放置在梳齒遠(yuǎn)離腔體底部的一面上并與之接觸。梳齒在靠近腔體側(cè)壁的側(cè)面開有小槽，小槽位于該側(cè)面的頂端，所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體設(shè)置于小槽內(nèi)，所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體與梳齒連接一端的端面中心點高于梳齒遠(yuǎn)離腔體底部
的一面。在腔體上方的蓋板上且位于伸入腔體的同軸線內(nèi)導(dǎo)體的正上方設(shè)置有凹形槽，所述凹形槽的槽口開口方向為指向腔體底部，其凹形槽的槽長大于同軸線內(nèi)導(dǎo)體伸入腔體中的長度。所述腔體，梳齒與脊結(jié)構(gòu)的橫截面為矩形。所述凹形槽的橫截面為矩形且與梳齒遠(yuǎn)離腔體底部的一面垂直的至少兩根棱線倒圓。所述凹形槽的橫截面為圓形的一部分。所述脊結(jié)構(gòu)與腔體底部連接，其高度低于梳齒高度。所述蓋板上方有貫穿于蓋板并位于梳齒正上方的調(diào)諧螺釘,所述蓋板上還設(shè)置有貫穿于蓋板并位于脊結(jié)構(gòu)正上方的調(diào)諧螺釘，所述蓋板上還設(shè)置有貫穿于蓋板并延伸進(jìn)凹形槽內(nèi)的調(diào)諧螺釘。所述梳齒與蓋板之間存在間隙，其間隙小于腔體高度的1/8。本實用新型將同軸線內(nèi)導(dǎo)體伸入腔體中并與梳齒相接觸，且所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體與梳齒連接一端的端面中心點高于梳齒遠(yuǎn)離腔體底部的一面。這樣使輸入輸出接頭能在超寬度下更好的進(jìn)行匹配；以往的濾波器采用將同軸線接頭與梳齒中部的連接方式，這種設(shè)置只能滿足一般的濾波功能，不能達(dá)到超寬帶濾波的效果。經(jīng)過實驗得出，本實用新型將同軸線內(nèi)導(dǎo)體與梳齒連接一端的端面中心點高于梳齒遠(yuǎn)離腔體底部的一面，這樣的設(shè)置可實現(xiàn)輸入輸出接頭能在超寬度下更好的進(jìn)行匹配；以此可實現(xiàn)超寬帶濾波的效果。進(jìn)一步的，同軸線接頭的設(shè)置可分為兩種，一種是直接將同軸線接頭放置在梳齒遠(yuǎn)離腔體底部的一面上并與之接觸。這樣的設(shè)置結(jié)構(gòu)簡單，可節(jié)約加工生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。另一種，本實用新型還將在梳齒在靠近腔體兩側(cè)壁的兩端上開有小槽，小槽位于該側(cè) 面的頂端，同軸線內(nèi)導(dǎo)體設(shè)置于小槽內(nèi)，所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體與梳齒連接一端的端面中心點高于梳齒遠(yuǎn)離腔體底部的一面。由于隨著金屬脊遠(yuǎn)離空波導(dǎo)底部的一面與蓋板之間的間隙越小，則金屬脊與空波導(dǎo)組成的脊波導(dǎo)的帶寬將越來越大，下方的表一為矩形空波導(dǎo)寬度為15mm,高度為8mm,矩形金屬脊寬度為4. 92mm時CST的模式分析下的錢兩個稱電磁場分布的模式的傳輸頻率。其中用gap表不金屬脊遠(yuǎn)離空波導(dǎo)底部的一面與蓋板之間的間隙，Π表示第一個模式的傳輸頻率，f2表示為第二個模式的傳輸頻率，頻率的單位為GHz，長度的單位為mm。表一
gap 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1,6f1 2.63 3,1 3.5 3.83 4.12 4.4 465
f2 18.87 18.94 19.01 19.07 19,13 19.19 19.25可以看出隨著gap的變大，fl變大的趨勢要比f2變大的趨勢快得多，即f2與Π的比值越來越小，因此其相對帶寬也就越來越小。在此，為了實現(xiàn)濾波器超寬帶的要求以及使得其寄生通帶較遠(yuǎn)，同時使其回波損耗小于10dB，根據(jù)實驗檢驗得出，本實用新型特將梳齒遠(yuǎn)離腔體底部的一面與蓋板之間的間隙小于腔體高度的1/8。為了能對同軸線內(nèi)導(dǎo)體的輸入輸出進(jìn)行調(diào)諧，本實用新型還設(shè)置凹形槽，在凹形槽上也同樣的設(shè)置有調(diào)諧螺釘。增加同軸空氣柱可以使輸入和輸出端頭可以更好的匹配。超寬帶濾波器的工作原理每個梳齒結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個諧振腔，兩個相鄰的梳齒結(jié)構(gòu)之間的脊結(jié)構(gòu)可以大大增強腔與腔之間的耦合，使之帶寬變得很寬，而同軸線內(nèi)導(dǎo)體使之在腔體兩端的梳齒結(jié)構(gòu)上的端面的中心點高于梳齒結(jié)構(gòu)的上頂平面，這樣的同軸到波導(dǎo)的匹配會很好，很好的滿足超寬帶的要求。當(dāng)信號進(jìn)入濾波器并遇到第一個諧振腔時，該信號被第一次分配。其中一部分沿濾波器繼續(xù)傳輸，另一部分被第一個諧振腔被反射回來。沿濾波器繼續(xù)傳輸?shù)男盘?，又將遇到第二個諧振腔，經(jīng)歷類似的過程，一直到經(jīng)過所有的諧振腔從濾波器輸出。在某些頻率，從所有諧振腔中反射回來的信號全部抵消，這些頻率的信號將從濾波器輸出端輸出，損耗很小。另外頻率的信號，從所有諧振腔中反射回來的信號疊加，這些頻率的信號將從濾波器輸入端反射回來，從輸出端輸出的信號很小。利用這種特性，濾波器可以讓位于通帶頻率內(nèi)的信號低損耗通過，而讓位于阻帶內(nèi)的信號反射回輸入端。本實用新型的優(yōu)點在于，調(diào)試方便、插損低、帶外抑制好、成品率高和加工成本低。本實用新型提供的超寬帶濾波器可望廣泛用于超寬帶無線通信系統(tǒng)中，特別是雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、電子對抗、通信等軍事及民用領(lǐng)域。

圖I為本實用新型實施例I的側(cè)面剖視圖。圖2為本實用新型實施例I中圖I的A-A方向的剖視圖。圖3為本實用新型實施例2中的側(cè)面剖視圖。圖中的標(biāo)號分別表示為1、同軸線內(nèi)導(dǎo)體；2、同軸線外導(dǎo)體；3、腔體；4、梳齒；5、脊結(jié)構(gòu)；6、蓋板；7、凹槽；8、調(diào)諧螺釘。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實用新型實施方式不限于此。實施例I如圖I和2所示，一種梳齒超寬帶濾波器，包括腔體3、以及設(shè)置在腔體3上的兩個同軸線接頭，以及設(shè)置在腔體3上方的蓋板6，以及設(shè)置在腔體3內(nèi)部并與腔體3底部連接的梳齒4，所述同軸線接頭主要由同軸線外導(dǎo)體2以及位于同軸線外導(dǎo)體2內(nèi)的同軸線內(nèi)導(dǎo)體I構(gòu)成；梳齒4遠(yuǎn)離腔體3底部的一面為與蓋板6平行的平面，相鄰梳齒4之間設(shè)置有脊結(jié)構(gòu)5，同軸線內(nèi)導(dǎo)體I伸入腔體3中并與梳齒4相接觸，且所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體I與梳齒4連接一端的端面中心點高于梳齒4遠(yuǎn)離腔體3底部的一面。所述伸入腔體3中的同軸線內(nèi)導(dǎo)體I直接放置在梳齒4遠(yuǎn)離腔體3底部的一面上并與之接觸。在腔體3上方的蓋板6上且位于伸入腔體3的同軸線內(nèi)導(dǎo)體I的正上方設(shè)置有凹形槽7，所述凹形槽7的槽口開口方向為指向腔體3底部，其凹形槽7的槽長大于同軸線內(nèi)導(dǎo)體I伸入腔體3中的長度。所述腔體3，梳齒4與脊結(jié)構(gòu)5的橫截面為矩形。所述凹形槽7的橫截面為矩形或橫截面為圓形的一部分。所述脊結(jié)構(gòu)5與腔體3底部連接，其高度低于梳齒4高度。所述蓋板6上方有貫穿于蓋板8并位于梳齒4正上方的調(diào)諧螺釘8,所述蓋板6上還設(shè)置有貫穿于蓋板8并位于脊結(jié)構(gòu)5正上方的調(diào)諧螺釘8，所述蓋板6上還設(shè)置有貫穿于蓋板8并延伸進(jìn)凹形槽7內(nèi)的調(diào)諧螺釘8。所述梳齒4與蓋板6之間存在間隙，其間隙小于腔體3高度的1/8。本實用新型的其它實現(xiàn)方式是多種多樣的，蓋板5上凹形槽6這里給出的是橫切面為矩形體，它也可以是圓形一部分的槽。實施例2如圖3所示，其與實施例I的區(qū)別為在所述梳齒4在靠近腔體3側(cè)壁的側(cè)面開有小槽，小槽位于該側(cè)面的頂端，所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體I設(shè)置于小槽內(nèi)，所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體I與梳齒4連接一端的端面中心點高于梳齒4遠(yuǎn)離腔體3底部的一面。這里給出的梳齒4遠(yuǎn)離腔體3底部的一面的兩端的小槽為矩形體，它也可以是圓形一部分的一部分。如上所述便可較好的實現(xiàn)本實用新型。權(quán)利要求1.一種梳齒超寬帶濾波器，其特征在于包括腔體(3)、以及設(shè)置在腔體(3)上的兩個同軸線接頭，以及設(shè)置在腔體(3)上方的蓋板(6)，以及設(shè)置在腔體(3)內(nèi)部并與腔體(3)底部連接的梳齒(4)，所述同軸線接頭主要由同軸線外導(dǎo)體(2)以及位于同軸線外導(dǎo)體(2)內(nèi)的同軸線內(nèi)導(dǎo)體(I)構(gòu)成；梳齒(4)遠(yuǎn)離腔體(3)底部的一面為與蓋板(6)平行的平面，相鄰梳齒(4)之間設(shè)置有脊結(jié)構(gòu)(5)，同軸線內(nèi)導(dǎo)體(I)伸入腔體(3)中并與梳齒(4)相接觸，且所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體(I)與梳齒(4)連接一端的端面中心點高于梳齒(4)遠(yuǎn)離腔體(3)底部的一面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種梳齒超寬帶濾波器，其特征在于所述伸入腔體(3)中的同軸線內(nèi)導(dǎo)體(I)直接放置在梳齒(4)遠(yuǎn)離腔體(3)底部的一面上并與之接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種梳齒超寬帶濾波器，其特征在于梳齒(4)在靠近腔體(3)側(cè)壁的側(cè)面開有小槽，小槽位于該側(cè)面的頂端，所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體(I)設(shè)置于小槽內(nèi)，所述同軸線內(nèi)導(dǎo)體(I)與梳齒(4)連接一端的端面中心點高于梳齒(4)遠(yuǎn)離腔體(3)底部的一面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種梳齒超寬帶濾波器，其特征在于在腔體(3)上方的蓋板(6)上且位于伸入腔體(3)的同軸線內(nèi)導(dǎo)體(I)的正上方設(shè)置有凹形槽(7)，所述凹形槽(7)的槽ロ開ロ方向為指向腔體(3)底部，其凹形槽(7)的槽長大于同軸線內(nèi)導(dǎo)體(I)伸入腔體(3)中的長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種梳齒超寬帶濾波器，其特征在于所述腔體(3)，梳齒(4)與脊結(jié)構(gòu)(5)的橫截面為矩形。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種梳齒超寬帶濾波器，其特征在于所述凹形槽(7)的橫切面為矩形且與梳齒(4)遠(yuǎn)離腔體(3)底部的一面垂直的至少兩根棱線倒圓。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種梳齒超寬帶濾波器，其特征在于，所述凹形槽(7)的橫截面為圓形的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種梳齒超寬帶濾波器，其特征在于所述脊結(jié)構(gòu)(5)與腔體(3)底部連接，其高度低于梳齒(4)高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種梳齒超寬帶濾波器，其特征在于所述蓋板(6)上方有貫穿于蓋板(8)并位于梳齒(4)正上方的調(diào)諧螺釘(8)，所述蓋板(6)上還設(shè)置有貫穿于蓋板(8)并位于脊結(jié)構(gòu)(5)正上方的調(diào)諧螺釘(8)，所述蓋板(6)上還設(shè)置有貫穿于蓋板(8)并延伸進(jìn)凹形槽(7)內(nèi)的調(diào)諧螺釘(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項所述的一種梳齒超寬帶濾波器，其特征在于所述梳齒(4)與蓋板(6)之間存在間隙，其間隙小于腔體(3)高度的1/8。
專利摘要本實用新型公開了一種梳齒超寬帶濾波器，它是一種梳齒結(jié)構(gòu)和連接相鄰梳齒的脊結(jié)構(gòu)，同時采用接頭的內(nèi)導(dǎo)體與梳齒相接觸的一端的端面中心點高于此梳齒的上頂面，滿足超寬帶的要求。本實用新型具有加工簡單、加工成本低、調(diào)試方便、插損低、成品率高等優(yōu)點。本實用新型提供的超寬帶濾波器可望廣泛用于超寬帶無線通信系統(tǒng)中，特別是雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、電子對抗、通信等軍事及民用領(lǐng)域。
文檔編號H01P1/205GK202444042SQ20122009682
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者李慶東, 王清源, 譚宜成 申請人:成都賽納賽德科技有限公司