E面超導(dǎo)膜片波導(dǎo)濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的E面超導(dǎo)膜片波導(dǎo)濾波器在矩形波導(dǎo)中央E面上固定有兩個(gè)或兩個(gè)以上的超導(dǎo)膜片，超導(dǎo)膜片與矩形波導(dǎo)耦合形成諧振腔；相鄰超導(dǎo)膜片不等間隔分布，相鄰超導(dǎo)膜片在沿矩形波導(dǎo)長(zhǎng)度方向上共面；矩形波導(dǎo)由兩個(gè)截面為匚型的波導(dǎo)相對(duì)固定組成，匚型波導(dǎo)的連接面為所構(gòu)成的矩形波導(dǎo)用于固定超導(dǎo)膜片的中央E面。其中，用于匚型波導(dǎo)固定的結(jié)構(gòu)為匚型波導(dǎo)相對(duì)的邊緣在平行于連接面的方向向外延伸形成的凸起以及凸起上的螺栓孔。有益效果在于，毫米波波段插損小且?guī)庖种贫雀?，矩形波?dǎo)結(jié)構(gòu)易于裝配，同時(shí)解決了現(xiàn)有的波導(dǎo)濾波器諧振腔間E面插入存在加工難度大、具體位置難以固定、超導(dǎo)基片容易破碎以及濾波器的裝配難度大等不足。
【專利說明】E面超導(dǎo)膜片波導(dǎo)濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于毫米波濾波【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種毫米波波導(dǎo)濾波器，特別涉及一種中央E面為超導(dǎo)膜片的毫米波波導(dǎo)濾波器。

【背景技術(shù)】
[0002]毫米波在雷達(dá)通信、衛(wèi)星通信和導(dǎo)航等領(lǐng)域中有著越來越廣泛的應(yīng)用，而濾波器作為毫米波接收機(jī)的重要部件，也扮演著舉足輕重的角色，其濾波性能是影響接收機(jī)性能的重要因素之一?，F(xiàn)有的毫米波濾波器主要有波導(dǎo)濾波器和平面電路濾波器兩種。然而，由于毫米波具有頻段高(波長(zhǎng)短)等特點(diǎn)，其傳播在普通的基片上引起的損耗較大，因此平面電路濾波器幾乎不予采用。
[0003]目前，毫米波波段濾波器研究的較多的是波導(dǎo)濾波器。波導(dǎo)濾波器主要分為直接耦合腔濾波器、E面膜片波導(dǎo)濾波器和梳狀波導(dǎo)濾波器。其中，直接耦合腔濾波器采用的是電感膜片進(jìn)行耦合，缺點(diǎn)是帶外抑制度差；E面膜片濾波器又分為單膜片濾波器和雙膜片濾波器，該種濾波器的優(yōu)點(diǎn)是在一定程度上提高了濾波器的帶外抑制度。但是，現(xiàn)有技術(shù)中不管是直接耦合腔濾波器還是采用電感膜片進(jìn)行耦合的E面膜片濾波器都無法很好得滿足工程中對(duì)高性能毫米波接收機(jī)的需求。因此，提高濾波器的性能，即降低插入損耗、增加帶外抑制和并獲得好的矩形系數(shù)顯得更為必要。隨著超導(dǎo)材料技術(shù)/工藝的成熟，超導(dǎo)膜具有在毫米波波段的表面電阻比一般金屬(銅)的表面電阻至少低一個(gè)數(shù)量級(jí)等優(yōu)勢(shì)越發(fā)被重視。但是截至目前，由于單個(gè)超導(dǎo)膜片在現(xiàn)有的E面膜片濾波器結(jié)構(gòu)的諧振腔間E面插入存在加工難度大、具體位置難以固定、超導(dǎo)基片(如氧化鎂基片和鋁酸鑭基片)容易破碎以及濾波器的裝配難度大等不利因素，因此尚未發(fā)現(xiàn)有將超導(dǎo)膜片應(yīng)用于E面膜片毫米波濾波以提高現(xiàn)有濾波器濾波性能的技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的E面膜片毫米波濾波器結(jié)構(gòu)的諧振腔間E面插入存在加工難度大、具體位置難以固定、超導(dǎo)基片(如氧化鎂基片和鋁酸鑭基片)容易破碎以及濾波器的裝配難度大等不足，提出了一種E面超導(dǎo)膜片波導(dǎo)濾波器。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:E面超導(dǎo)膜片波導(dǎo)濾波器，包括矩形波導(dǎo)，其特征在于，矩形波導(dǎo)中央E面上固定有兩個(gè)或兩個(gè)以上的超導(dǎo)膜片，超導(dǎo)膜片與矩形波導(dǎo)耦合形成諧振腔；相鄰超導(dǎo)膜片不等間隔分布，相鄰超導(dǎo)膜片在沿矩形波導(dǎo)長(zhǎng)度方向上共面；矩形波導(dǎo)由兩個(gè)截面為匚型的波導(dǎo)相對(duì)固定組成，匚型波導(dǎo)的連接面為所構(gòu)成的矩形波導(dǎo)用于固定超導(dǎo)膜片的中央E面；可通過調(diào)整超導(dǎo)膜片寬度調(diào)整諧振腔間的耦合系數(shù)；改變矩形波導(dǎo)的尺寸可改變所述濾波器的中心頻率；用于匚型波導(dǎo)固定的結(jié)構(gòu)為匚型波導(dǎo)相對(duì)的邊緣在平行于連接面的方向向外延伸形成的凸起以及凸起上的螺栓孔。
[0006]進(jìn)一步的，E面超導(dǎo)膜片為雙面覆蓋超導(dǎo)薄膜的氧化鎂基片或鋁酸鑭基片。
[0007]進(jìn)一步的，超導(dǎo)膜片被夾持固定于矩形波導(dǎo)的中央E面。
[0008]進(jìn)一步的，兩個(gè)或兩個(gè)以上的超導(dǎo)膜片通過固定板固定連接，固定板用于與矩形波導(dǎo)連接。
[0009]進(jìn)一步的，固定板及匚型波導(dǎo)的連接面上設(shè)置有相互對(duì)應(yīng)的對(duì)位標(biāo)記。
[0010]進(jìn)一步的，所述矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁生長(zhǎng)有超導(dǎo)膜。
[0011]進(jìn)一步的，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上的超導(dǎo)膜片由同一超導(dǎo)膜片切割形成。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的E面超導(dǎo)膜片波導(dǎo)濾波器不僅解決了現(xiàn)有的波導(dǎo)濾波器毫米波波段插損大、帶外抑制度不夠的問題，同時(shí)提出的新穎的矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)易于裝配，增設(shè)的對(duì)位標(biāo)記確保了仿真值和實(shí)際測(cè)試值得一致性。與傳統(tǒng)的金屬形成的波導(dǎo)腔體相比，本發(fā)明的腔體內(nèi)壁生長(zhǎng)有超導(dǎo)膜，同時(shí)將E面膜片采用超導(dǎo)膜片，減小了濾波器的插入損耗，進(jìn)而可以設(shè)計(jì)出更多級(jí)的濾波器，提高濾波器的帶外抑制，最終使毫米波濾波器的性能大大提聞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的E面超導(dǎo)膜片波導(dǎo)濾波器的一種具體結(jié)構(gòu)；
[0014]圖2為圖1所示波導(dǎo)濾波器的爆炸結(jié)構(gòu)圖示。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明的實(shí)施例是根據(jù)本發(fā)明的原理而設(shè)計(jì)，下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理作進(jìn)一步的闡述。
[0016]如圖1及圖2所示，本實(shí)施例的E面超導(dǎo)膜片波導(dǎo)濾波器，包括矩形波導(dǎo)1，矩形波導(dǎo)中央E面上固定有兩個(gè)或兩個(gè)以上的超導(dǎo)膜片3 ;相鄰超導(dǎo)膜片不等間隔分布，相鄰超導(dǎo)膜片在沿矩形波導(dǎo)長(zhǎng)度方向上共面。調(diào)整諧振腔的個(gè)數(shù)和諧振腔間的耦合系數(shù)以獲得不同的設(shè)計(jì)指標(biāo)，所述設(shè)計(jì)指標(biāo)是指濾波器的工作帶寬、紋波系數(shù)、插入損耗以及帶外抑制等參數(shù)。其中諧振腔的個(gè)數(shù)和諧振腔間的耦合系數(shù)通過改變超導(dǎo)膜片的尺寸、數(shù)量以及矩形波導(dǎo)的尺寸可以得到。由于根據(jù)濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)計(jì)算矩形波導(dǎo)及超導(dǎo)膜片尺寸以及計(jì)算超導(dǎo)膜片在矩形波導(dǎo)中的位置屬于現(xiàn)有技術(shù)理論范疇，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員屬于公知常識(shí)，故在此不展開詳述。因而本方案涉及該方面的技術(shù)實(shí)現(xiàn)是清楚且完整的。E面超導(dǎo)膜片優(yōu)選采用雙面覆蓋超導(dǎo)薄膜的氧化鎂基片或鋁酸鑭基片。
[0017]由于超導(dǎo)膜片在矩形波導(dǎo)中的位置非常重要，直接影響到濾波器的性能及與設(shè)計(jì)參數(shù)的一致性。為了便于超導(dǎo)膜片的安裝，使其方便地固定到矩形波導(dǎo)的正確位置上，本實(shí)施例的矩形波導(dǎo)由兩個(gè)截面為匚型的波導(dǎo)11(12)相對(duì)固定組成，匚型波導(dǎo)的連接面為所構(gòu)成的矩形波導(dǎo)用于固定超導(dǎo)膜片的中央E面。即，超導(dǎo)膜片應(yīng)固定安裝于匚型波導(dǎo)的連接面上。
[0018]矩形波導(dǎo)采用兩個(gè)匚型波導(dǎo)拼接的方式是為了方便準(zhǔn)確安裝超導(dǎo)膜片，進(jìn)而確保產(chǎn)品與軟件建模設(shè)計(jì)的濾波器性能參數(shù)保持一致。而使匚型波導(dǎo)固定組成矩形波導(dǎo)可以采用各種可行的固定方式，本實(shí)施例也例舉了一種較為實(shí)用的固定方式:具體結(jié)構(gòu)為匚型波導(dǎo)相對(duì)的邊緣在平行于連接面的方向向外延伸形成的凸起21(22)以及凸起上的螺栓孔4(41，42)。通過螺栓即可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)匚型波導(dǎo)的可靠固定。并且采用螺栓固定也有一定好處:螺栓為可拆卸結(jié)構(gòu)，可以通過重復(fù)安裝和測(cè)試使超導(dǎo)膜片安裝于最佳位置。
[0019]超導(dǎo)膜片與矩形波導(dǎo)的固定以滿足相對(duì)位置為標(biāo)準(zhǔn)，原則上可以采用任意固定方式。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述超導(dǎo)膜片采用被夾持固定的方式固定于矩形波導(dǎo)的中央E面。其優(yōu)點(diǎn)在于，無需額外工藝或材料，并且固定位置可根據(jù)測(cè)試結(jié)果重復(fù)調(diào)整。
[0020]雖然在本發(fā)明的實(shí)施例中超導(dǎo)膜片的位置都可以根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整，但是畢竟測(cè)試調(diào)整難度較大，特別對(duì)于超導(dǎo)膜片數(shù)量較多的情況，由于影響結(jié)果的因素較多，所以調(diào)整更是無從下手。為了使多個(gè)超導(dǎo)膜片快速固定到設(shè)計(jì)的位置上，本實(shí)施例將兩個(gè)或兩個(gè)以上的超導(dǎo)膜片31通過固定板32固定連接，固定板用于與矩形波導(dǎo)連接。固定板的主要作用之一是使多個(gè)超導(dǎo)膜片的相對(duì)位置準(zhǔn)確固定，通過連接各超導(dǎo)膜片的端部使其相對(duì)位置保持固定，不影響電路參數(shù)。為了使被固定板固定的多個(gè)超導(dǎo)膜片快速準(zhǔn)確安裝于矩形波導(dǎo)上，本發(fā)明采用了如下優(yōu)選實(shí)施方式:在固定板及匚型波導(dǎo)的連接面上設(shè)置有相互對(duì)應(yīng)的對(duì)位標(biāo)記。對(duì)位標(biāo)記的作用在于使超導(dǎo)膜片整體與矩形波導(dǎo)快速準(zhǔn)確對(duì)位，可以采用諸如刻度、卡扣等各種方式。
[0021]為了進(jìn)一步降低器件的插入損耗，提高器件性能，本實(shí)施例在所述矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁生長(zhǎng)超導(dǎo)膜(超導(dǎo)厚膜)或者采用內(nèi)壁生長(zhǎng)有超導(dǎo)膜的矩形波導(dǎo)。由于超導(dǎo)厚膜生長(zhǎng)工藝并非本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)，同時(shí)屬于現(xiàn)有技術(shù)范疇，故在此不做詳述。
[0022]以下為本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式:包括內(nèi)壁上生長(zhǎng)有超導(dǎo)膜的矩形波導(dǎo)，和在矩形波導(dǎo)腔的中央E面插入的生長(zhǎng)有超導(dǎo)膜的膜片。其中矩形波導(dǎo)由兩個(gè)內(nèi)壁生長(zhǎng)有超導(dǎo)膜的匚字形波導(dǎo)腔相向?qū)咏M成。E面插入的生長(zhǎng)有超導(dǎo)膜的金屬膜片由匚字形波導(dǎo)腔相向擠壓，并通過螺孔固定。膜片和矩形波導(dǎo)共同作用形成一個(gè)個(gè)諧振腔，設(shè)計(jì)的諧振腔的個(gè)數(shù)和諧振腔間的耦合系數(shù)由濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)(如工作帶寬，紋波系數(shù)，插入損耗，帶外抑制等)得到。諧振腔腔的尺寸由設(shè)計(jì)的濾波器的中心頻率決定。
[0023]中間的膜片可采用雙面覆蓋超導(dǎo)薄膜的低介電損耗的基片(如:氧化鎂基片或是鋁酸鑭)，諧振腔之間通過超導(dǎo)膜片來進(jìn)行耦合，其中超導(dǎo)膜片的寬度決定各個(gè)諧振腔間的耦合系數(shù)，通過調(diào)節(jié)超導(dǎo)模片的寬度即可調(diào)節(jié)出所需耦合系數(shù)。
[0024]中間的膜片優(yōu)選采用外表面生長(zhǎng)有超導(dǎo)膜的金屬膜片(力學(xué)性能更佳)。諧振腔間通過膜片耦合。由于在實(shí)際應(yīng)用中膜片的厚度通常很小，為了方便裝配，同時(shí)為了滿足加工精度的需求，本發(fā)明將濾波器中所使用的膜片一體化，即在同一個(gè)生長(zhǎng)有超導(dǎo)膜的金屬膜片上切割出所需要的膜片形狀(連接個(gè)膜片的公共部分作為連接板)。
[0025]上述實(shí)施例將原腔體、膜片一體化濾波器，改變?yōu)樽笄惑w，膜片，右腔體三部分構(gòu)成的濾波器，方便安裝，同時(shí)也大大減低了加工難度，降低了加工成本，提高了加工精度，使仿真值和測(cè)試值最大程度的保持一致。該種結(jié)構(gòu)的濾波器具有插入損耗小、帶外抑制度高、矩形系數(shù)好等特點(diǎn)。
[0026]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.E面超導(dǎo)膜片波導(dǎo)濾波器，包括矩形波導(dǎo)，其特征在于，矩形波導(dǎo)中央E面上固定有兩個(gè)或兩個(gè)以上的超導(dǎo)膜片，超導(dǎo)膜片與矩形波導(dǎo)耦合形成諧振腔；相鄰超導(dǎo)膜片不等間隔分布，相鄰超導(dǎo)膜片在沿矩形波導(dǎo)長(zhǎng)度方向上共面；矩形波導(dǎo)由兩個(gè)截面為匚型的波導(dǎo)相對(duì)固定組成，匚型波導(dǎo)的連接面為所構(gòu)成的矩形波導(dǎo)用于固定超導(dǎo)膜片的中央E面；可通過調(diào)整超導(dǎo)膜片寬度調(diào)整諧振腔間的耦合系數(shù)；改變矩形波導(dǎo)的尺寸可改變所述濾波器的中心頻率；用于匚型波導(dǎo)固定的結(jié)構(gòu)為匚型波導(dǎo)相對(duì)的邊緣在平行于連接面的方向向外延伸形成的凸起以及凸起上的螺栓孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)濾波器，其特征在于，E面超導(dǎo)膜片為雙面覆蓋超導(dǎo)薄膜的氧化鎂基片或鋁酸鑭基片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)濾波器，其特征在于，超導(dǎo)膜片被夾持固定于矩形波導(dǎo)的中央E面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波導(dǎo)濾波器，其特征在于，兩個(gè)或兩個(gè)以上的超導(dǎo)膜片通過固定板固定連接，固定板用于與矩形波導(dǎo)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的波導(dǎo)濾波器，其特征在于，固定板及匚型波導(dǎo)的連接面上設(shè)置有相互對(duì)應(yīng)的對(duì)位標(biāo)記。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的波導(dǎo)濾波器，其特征在于，所述矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁生長(zhǎng)有超導(dǎo)膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的波導(dǎo)濾波器，其特征在于，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上的超導(dǎo)膜片由同一超導(dǎo)膜片切割形成。
【文檔編號(hào)】H01P1/208GK104300191SQ201410562831
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】羊愷, 張?zhí)炝? 任向陽, 陳浩建, 周凌俐, 徐愛東 申請(qǐng)人:成都順為超導(dǎo)科技股份有限公司