一種e面超導(dǎo)膜片濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型的E面超導(dǎo)膜片濾波器，包括矩形波導(dǎo)和其中央E面上固定的兩個或兩個以上的超導(dǎo)膜片，超導(dǎo)膜片與矩形波導(dǎo)耦合形成諧振腔。其中矩形波導(dǎo)由兩個內(nèi)壁生長有超導(dǎo)膜的匚字形波導(dǎo)腔相向?qū)咏M成。匚型波導(dǎo)的連接面為矩形波導(dǎo)的中央E面，在匚型波導(dǎo)相對的邊緣向外延伸形成凸起用于設(shè)置螺栓孔固定匚型波導(dǎo)。中間的膜片優(yōu)選采用外表面生長有超導(dǎo)膜的金屬膜片。同時引入直徑為0.2mm的pin對位孔。通過對位孔實現(xiàn)濾波器的精準(zhǔn)裝配。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。并且，由于減小了濾波器的插入損耗，進(jìn)而可以設(shè)計出更多級的濾波器，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高。
【專利說明】一種E面超導(dǎo)膜片濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于毫米波波導(dǎo)濾波【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及毫米波波導(dǎo)濾波器，特別涉及一種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(波長短)等特點，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，其帶外抑制度差；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高性能毫米波接收機的需求。因此，仍須提高濾波器的性能，即降低插入損耗、增加帶外抑制和并獲得好的矩形系數(shù)。隨著超導(dǎo)材料技術(shù)/工藝的成熟，超導(dǎo)膜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數(shù)量級等優(yōu)勢越發(fā)被重視。但是截至目前，尚未發(fā)現(xiàn)有將超導(dǎo)膜片應(yīng)用于毫米波濾波以提高現(xiàn)有濾波器濾波性能的技術(shù)。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的毫米波濾波器因插入損耗、帶外抑制及矩形系數(shù)等參數(shù)無法滿足工程中對高性能毫米波接收機的需求，提出了一種E面超導(dǎo)膜片濾波器。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案為:一種E面超導(dǎo)膜片濾波器，包括矩形波導(dǎo)，其特征在于，矩形波導(dǎo)中央E面上固定有兩個或兩個以上的超導(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)長度方向上共面，矩形波導(dǎo)由兩個截面為匚型的波導(dǎo)相對固定組成，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。
[0006]進(jìn)一步的，用于匚型波導(dǎo)固定的結(jié)構(gòu)為匚型波導(dǎo)相對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。
[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，兩個或兩個以上的超導(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)置有相互對應(yīng)的對位標(biāo)記。
[0010]進(jìn)一步的，所述對位標(biāo)記為分別設(shè)置于固定板和匚型波導(dǎo)的凸起上的對位通孔，所述對位通孔同時用作使匚型波導(dǎo)固定組成矩形波導(dǎo)的螺栓孔。
[0011]進(jìn)一步的，所述矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁生長有超導(dǎo)膜。
[0012]本實用新型的有益效果:本實用新型的E面超導(dǎo)膜片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，同時提出的新穎的矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)易于裝配，增設(shè)的對位標(biāo)記確保了仿真值和實際測試值得一致性。與傳統(tǒng)的金屬形成的波導(dǎo)腔體相比，本實用新型的腔體內(nèi)壁生長有超導(dǎo)膜，同時將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)計出更多級的濾波器，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高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的E面超導(dǎo)膜片濾波器的一種具體結(jié)構(gòu)；
[0014]圖2為圖1所示毫米波波導(dǎo)濾波器的爆炸結(jié)構(gòu)圖示。

【具體實施方式】
[0015]本實用新型的實施例是根據(jù)本實用新型的原理而設(shè)計，下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本實用新型的原理作進(jìn)一步的闡述。
[0016]如圖1及圖2所示，本實施例的E面超導(dǎo)膜片濾波器，包括矩形波導(dǎo)1，矩形波導(dǎo)中央E面上固定有兩個或兩個以上的超導(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)長度方向上共面。調(diào)整諧振腔的個數(shù)和諧振腔間的耦合系數(shù)以獲得不同的設(shè)計指標(biāo)，所述設(shè)計指標(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，本實施例的矩形波導(dǎo)由兩個截面為匚型的波導(dǎo)11(12)相對固定組成，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。
[0017]矩形波導(dǎo)采用兩個匚型波導(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，本實施例也例舉了一種較為實用的固定方式:具體結(jié)構(gòu)為匚型波導(dǎo)相對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。通過螺栓即可實現(xiàn)兩個匚型波導(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)安裝和測試使超導(dǎo)膜片安裝于最佳位置。
[0018]超導(dǎo)膜片與矩形波導(dǎo)的固定以滿足相對位置為標(biāo)準(zhǔn)，原則上可以采用任意固定方式。作為本實用新型的優(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)點在于，無需額外工藝或材料，并且固定位置可根據(jù)測試結(jié)果重復(fù)調(diào)整。
[0019]雖然在本實用新型的實施例中超導(dǎo)膜片的位置都可以根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整，但是畢竟測試調(diào)整難度較大，特別對于超導(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。為了使多個超導(dǎo)膜片快速固定到設(shè)計的位置上，本實施例將兩個或兩個以上的超導(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超導(dǎo)膜片的相對位置準(zhǔn)確固定。為了使被固定板固定的多個超導(dǎo)膜片快速準(zhǔn)確安裝于矩形波導(dǎo)上，本實用新型采用了如下優(yōu)選實施方式:在固定板及匚型波導(dǎo)的連接面上設(shè)置有相互對應(yīng)的對位標(biāo)記。對位標(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)確對位，可以采用諸如刻度、卡扣等各種方式。
[0020]本實用新型對所述對位標(biāo)記提出了如下優(yōu)選方式，所述對位標(biāo)記為分別設(shè)置于固定板和匚型波導(dǎo)的凸起上的對位通孔4(41，42，43)，所述對位通孔同時用作使匚型波導(dǎo)固定組成矩形波導(dǎo)的螺栓孔。該結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)工藝簡單，利于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。不過，上述對位標(biāo)記方式仍存在安裝誤差，誤差來源主要在于螺栓與螺栓通孔的預(yù)留間隙。為了克服這種問題，本實施例進(jìn)一步提出了改進(jìn)方案，改進(jìn)方案為:增加固定套筒，固定套筒的外徑與上述對位通孔內(nèi)徑相同，固定套筒的內(nèi)徑螺栓外徑相應(yīng)，固定套筒的長度不超過對應(yīng)的螺栓孔的深度之和，所述固定套筒插入準(zhǔn)確對位的對位通孔內(nèi)并連接兩個匚型波導(dǎo)實現(xiàn)對位固定。
[0021]為了進(jìn)一步降低器件的插入損耗，提高器件性能，本實施例在所述矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁生長超導(dǎo)膜(超導(dǎo)厚膜)或者采用內(nèi)壁生長有超導(dǎo)膜的矩形波導(dǎo)。由于超導(dǎo)厚膜生長工藝并非本實用新型的創(chuàng)新點，同時屬于現(xiàn)有技術(shù)范疇，故在此不做詳述。
[0022]以下為本實用新型的一優(yōu)選實施方式:包括內(nèi)壁上生長有超導(dǎo)膜的矩形波導(dǎo)，和在矩形波導(dǎo)腔的中央E面插入的生長有超導(dǎo)膜的膜片。其中矩形波導(dǎo)由兩個內(nèi)壁生長有超導(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)共同作用形成一個個諧振腔，設(shè)計的諧振腔的個數(shù)和諧振腔間的耦合系數(shù)由濾波器的設(shè)計指標(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)計的濾波器的中心頻率決定。
[0023]中間的膜片優(yōu)選采用外表面生長有超導(dǎo)膜的金屬膜片(力學(xué)性能更佳)。諧振腔間通過膜片耦合，其中膜片的寬度決定了各個諧振腔間的耦合系數(shù)的大小，通過調(diào)節(jié)模片的寬度即可調(diào)節(jié)出所需耦合系數(shù)。由于在實際應(yīng)用中膜片的厚度通常很小，為了方便裝配，同時為了滿足加工精度的需求，本實用新型將濾波器中所使用的膜片一體化，即在同一個生長有超導(dǎo)膜的金屬膜片上切割出所需要的膜片形狀(連接個膜片的公共部分作為連接板)。因為膜片相對于矩形波導(dǎo)的位置直接會影響到諧振腔的諧振頻率和耦合系數(shù)最終影響濾波器的性能，基于此，本實用新型專利引入了一個pin對位孔(對位通孔)，對位孔的直徑為0.2_。通過對位孔，實現(xiàn)濾波器的精準(zhǔn)裝配。
[0024]上述實施例將原腔體、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。
[0025]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本實用新型的原理，應(yīng)被理解為本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本實用新型實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種E面超導(dǎo)膜片濾波器，包括矩形波導(dǎo)，其特征在于，矩形波導(dǎo)中央E面上固定有兩個或兩個以上的超導(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)長度方向上共面，矩形波導(dǎo)由兩個截面為匚型的波導(dǎo)相對固定組成，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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的E面超導(dǎo)膜片濾波器，其特征在于，用于匚型波導(dǎo)固定的結(jié)構(gòu)為匚型波導(dǎo)相對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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的E面超導(dǎo)膜片濾波器，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3所述的E面超導(dǎo)膜片濾波器，其特征在于，兩個或兩個以上的超導(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E面超導(dǎo)膜片濾波器，其特征在于，固定板及匚型波導(dǎo)的連接面上設(shè)置有相互對應(yīng)的對位標(biāo)記。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的E面超導(dǎo)膜片濾波器，其特征在于，所述對位標(biāo)記為分別設(shè)置于固定板和匚型波導(dǎo)的凸起上的對位通孔，所述對位通孔同時用作使匚型波導(dǎo)固定組成矩形波導(dǎo)的螺栓孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6之任一項權(quán)利要求所述的E面超導(dǎo)膜片濾波器，其特征在于，所述矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁生長有超導(dǎo)膜。
【文檔編號】H01P1/207GK204088532SQ201420613109
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】任向陽, 羊愷, 陳浩建, 張?zhí)炝? 楊超偉, 周凌俐 申請人:成都順為超導(dǎo)科技股份有限公司