专利名称：波导滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在微波频率工作的电路的波导滤波器。
为了进行全双工型双向通信，已知可以对发送和接收分配不同的频率。然而，因为发送信号与接收信号互相干扰，所以需要依靠高性能滤波设备将发送信号与接收信号分离。为了满足滤波限制(微波、宽带、带宽外高滤除)，已知可以利用具有断续耦合的空腔的滤波器，通常将此滤波器称为波导滤波器。
波导滤波器对所接收的电磁波进行处理，然后将电磁波转换为电信号。其结构形状决定其滤波功能。滤波器的大小与波长成正比，空腔的长度等于波长的一半。
一种制造波导滤波器的技术包括制造两个外壳，长度等于滤波器长度一半的各外壳沿通过其中轴的平面被剖开，然后重新组装这两个外壳。为了处理毫米波，要求成品滤波器具有小于50μm的良好精度。具有这种精度的双外壳形式的滤波器产品的成本太高以致不能集成到大批量生产的产品中。也有其它技术，特别是利用调整螺钉对容差偏移进行补偿的技术，其制造成本也高。
此外，文献GB-A-0731498和DE-A-3512936披露了如
图1所示的波导滤波器设备。该滤波器包括多个保持在支架1内的垫片(disc)2和3。第一种垫片3确定滤波器空腔的大小，第二种垫片2确定空腔间隔。如果垫片的数量大，则这种滤波器难于实现电隔离。
因此，本发明的波导滤波器包括支架，支架包括空腔，空腔是任意底的柱体；以及多个垫片，垫片的外形与柱体底一致，每个垫片包括至少一个其深度与空腔的长度相对应的凹进部分，凹进部分的端部设置至少一个耦合孔。这样制造的滤波器的其它优点在于在组装过程中不需要进行任何调整。
图5a至图5d示出基于正方形柱体的垫片的变换类型；以及图6a至图6d示出用于具有圆形波导管的基于正方形柱体的垫片的变换类型。
为了确定各种垫片4的大小，进行传统方式的波导滤波器计算过程并将各种尺寸转换到各种垫片。为了计算滤波器的大小，本技术领域内的技术人员可以参考由Artech House Books于1980年出版的由George L.Matthaei、Leo Young以及E.M.T.Jones编写的标题为“微波滤波器，阻抗匹配网络，和耦合结构(Microwave filters，impedance-matchingnetworks，and coupling structures)”一书。
利用各种垫片之间的接触对滤波器进行电隔离，因此要求垫片具有良好的表面条件，例如平均粗糙度Ra＝0.8μm。利用比现有技术少的垫片可以减少电接触的次数，因此改善了电隔离性。为了改善电隔离性，支架1最好为导体。
为了将垫片4保持在支架1内，应对支架1设置阻挡装置。图4a至图4d示出所实现的各种阻挡装置。图4a所示的第一阻挡装置5是对垫片4起阻挡作用的侧缘5。侧缘5可以仅在支架1的一端使用。第二阻挡装置可以是示于图4b、图4c和图4d的衬套6。可以用粘合剂将衬套6粘结到支架1，或者如果在所述支架1加工螺纹7可以用螺钉将衬套6固定到支架1。还对衬套6设置安装装置9，例如通孔，这样就可以将滤波器安装到另一个设备上，例如另一个波导电路或喇叭形天线。
上述实施例涉及采用基于圆形柱体的波导滤波器。圆形底可以使它具有非常低的制造成本，主要通过车削就可以制造该部件。
基于圆形的柱体并不能制造所有类型的波导滤波器。相反，可以大量设想具有保持柱体、包括确定滤波器空腔的垫片的其它滤波器结构。保持柱体可以具有正方形底或长方形底，通过拉削孔可以制造这种支架空腔。
图5a、图5b、图5c和图5d示出具有正方形底的垫片。图5a和图5b示出具有正方形底、包括具有正方形孔的正方形剖面的凹进部分的垫片。例如，可以通过冲压和冲孔制造这种垫片。图5c和图5d示出极化滤波器的垫片，其传输特征随着通过所述滤波器的波的极化而发生变化。为了支持传输中的特定极性，图5c所示的垫片包括通过冲压制造的长方形孔。图5d所示的垫片包括一个通孔，除了两个对特定极性进行滤波的小舌状物之外，该通孔实际上通过波导管的整个剖面，该通孔也是通过冲压制造的。
尽管比利用基于圆形的柱体制造起来更复杂，但是对波的极化进行处理的基于正方形的滤波器比根据现有技术制造的滤波器却廉价得多。当然，本技术领域的技术人员可以使垫片内制成的通孔的形状与要求的滤波器类型相适应。为获得各种通孔形状，本技术领域的技术人员可以参考涉及波导滤波器计算方法的文献。
如果本技术领域的技术人员喜欢坚持采用圆形波导管，而与此同时产生根据波的极性发生变化的滤波，可以设想采用几种可能的适应形状。第一种可能性包括在基于圆形的柱体上形成槽并在每个垫片的外围形成槽。在组装期间，为了使垫片在柱体内保持角度位置，可以插入键。
另一种解决方案包括使用具有基于正方形垫片的基于正方形的柱体，基于正方形的垫片的凹进部分是圆形的，可以通过铣削制造此凹进部分而通过冲压制造通孔。图6a、图6b、图6c和图6d示出具有圆形波导管的基于正方形的垫片，所述垫片的功能与图5a、图5b、图5c和图5d所示的垫片的功能相同。
权利要求
1.一种波导滤波器，包括包括空腔的支架(1)，空腔是具有任意形状的底的柱体；其外形与柱体的底相对应的多个垫片(disc)(2、3、4)，每个垫片包括至少一个凹进部分，凹进部分的深度与空腔的长度相对应，在凹进部分的端部设置至少一个耦合孔。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于柱体的底是圆形的。
3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于支架(1)至少在一个端部包括螺纹(7)以接收端盖(6)。
4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于柱体的底是矩形的。
5.根据权利要求4所述的滤波器，其特征在于柱体的底是正方形的。
6.根据上述权利要求之一所述的滤波器，其特征在于支架(1)由导体材料制造。
7.根据上述权利要求之一所述的滤波器，其特征在于垫片(2、3、4)由金属或合金制造。
全文摘要
本发明提出了一种降低成本的波导滤波器,尤其是在微米波长工作、要求高精度的滤波器。根据本发明的滤波器包括多个保持在支架1的柱体内的垫片2、3。构成滤波器的各个部件非常简单,因此使其能在具有良好精度的同时降低生产成本。
文档编号H01P7/06GK1349275SQ0113655
公开日2002年5月15日 申请日期2001年10月17日 优先权日2000年10月18日
发明者沙利纳·居根, 热拉尔·阿凯, 科琳娜·尼古拉 申请人:汤姆森许可贸易公司