专利名称：一种新型的毫米波滤波器的制作方法
技术领域：
一种新型的毫米波滤波器 涉及领域 本实用新型涉及毫米波混合集成电路领域，特别涉及一种新型的毫米波滤波器。
背景技术：
在现代毫米波系统中，滤波器是重要部件，用于通道的选择和信号的合成与分离， 其性能优劣将直接影响整个通信系统的质量。毫米波滤波器主要有平面结构和波导结构两 大类型。由微带线和共面波导等平面传输线构成的平面结构滤波器，容易与有源器件集成， 但这类滤波器有矩形系数低和带内插损大的缺点。较大的插损使毫米波能量耗散在滤波器 中，补偿这部分损耗掉的能量需要复杂的有源电路，从而增加了毫米波系统的体积和功耗， 而很多毫米波系统对体积与功耗很敏感。因此，虽然近年来平面结构的毫米波滤波器得到 了长足发展，但还不能完全取代插损低、带外抑制度高的波导滤波器。波导型滤波器是毫米 波滤波器的一个重要分支。近年来，随着毫米波技术的迅猛发展，对工作在毫米波频段的波 导型滤波器提出了越来越高的要求。提供一种具有结构简单、加工方便、体积紧凑、重量轻， 并且可以实现好的频率选择性、寄生频带远的毫米波滤波器是现有技术需要解决的问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种新型的毫米波滤波器以达到实现好
的频率选择性，寄生频带远，结构简单，加工方便，体积紧凑，重量轻的目的。 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是，一种新型的毫米波滤波器，其特
征在于所述滤波器的标准波导的两端连接两个不同尺寸的第一谐振窗膜片和第二谐振窗
膜片后分别连接两个过渡波导，过渡波导的两端分别设有两个法兰盘，从而通过标准波导
连接不同尺寸的谐振窗膜片，然后通过过渡波导实现对毫米波的滤波作用；所述的滤波器
具有矩形系数好和带内插损小的特征，并且具有好的频率选择性和寄生频带远的优点。 所述的第一谐振窗膜片、第二谐振窗膜片、法兰盘上分别设有四个定位孔，定位螺
丝穿过定位孔将第一谐振窗膜片、第二谐振窗膜片固定在标准波导上，定位螺丝的轴线与
标准波导的中心轴线垂直，从而保证了谐振窗膜片、法兰盘与标准波导之间良好的定位和
固定，保证谐振窗膜片的平整。 所述法兰盘设有四个定位孔，中间为矩形波导口，从而实现与滤波部分以及外部 电路相连接的功能，同时起改善滤波器驻波的作用。 所述的第一谐振窗膜片和第二谐振窗膜片的四角上设有四个定位孔，中间为空气 腔，从而实现毫米波的滤波作用。 所述的第一谐振窗膜片、第二谐振窗膜片为无氧铜，镀银材料，从而保证滤波器尺 寸的固定和减少带内插损。 所述的第一谐振窗膜片和第二谐振窗膜片间的波导其波导口尺寸满足标准波导 尺寸要求，腔壁加厚，材料为硬铝。 —种新型的毫米波滤波器，由于采用上述结构，该滤波器具有以下优点1、本滤波
3器在通带范围内，插入损耗在ldB以内；2、滤波器的矩形系数好，带外抑制度在偏离通带
1GHz处大于45dB ;3、具有良好的频率选择性并且寄生频带远；4、结构简单、加工方便、体积 紧凑、重量轻。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明；
图1为本实用新型一种新型的毫米波滤波器沿纵向中心面的剖面结构示意图； 图2为本实用新型一种新型的毫米波滤波器的法兰盘的结构示意图； 图3为本实用新型一种新型的毫米波滤波器的第一谐振窗膜片的结构示意图； 图4为本实用新型一种新型的毫米波滤波器的第二谐振窗膜片的结构示意图； 在图1-4中，1、定位孔；2、波导口 ；3、法兰盘；4、第一谐振窗膜片；5、空气腔；6、标
准波导；7、过渡波导；8、第二谐振窗膜片。
具体实施方式如图l-4所示，一种新型的毫米波滤波器，其特征在于所述滤波器的标准波导6 的两端连接两个不同尺寸的第一谐振窗膜片4和第二谐振窗膜片8后分别连接两个过渡波 导7，过渡波导7的两端分别设有两个法兰盘3，从而通过标准波导4连接不同尺寸的谐振 窗膜片，然后通过过渡波导7实现对毫米波的滤波作用；所述的滤波器具有矩形系数好和 带内插损小的特征，并且具有好的频率选择性和寄生频带远的优点。 所述的第一谐振窗膜片4、第二谐振窗膜片8、法兰盘3上分别设有四个定位孔1， 定位螺丝穿过定位孔1将第一谐振窗膜片4、第二谐振窗膜片8固定在标准波导上，定位螺 丝的轴线与标准波导6的中心轴线垂直，从而保证了谐振窗膜片、法兰盘3与标准波导6之 间良好的定位和固定，保证谐振窗膜片的平整。 所述法兰盘3设有四个定位孔1，中间为矩形波导口 2，从而实现与滤波部分以及 外部电路相连接的功能，同时起改善滤波器驻波的作用。 所述的第一谐振窗膜片4和第二谐振窗膜片8的四角上设有四个定位孔1，中间为 空气腔5，从而实现毫米波的滤波作用。 所述的第一谐振窗膜片4、第二谐振窗膜片8为无氧铜，镀银材料，从而保证滤波 器尺寸的固定和减少带内插损。 所述的第一谐振窗膜片4和第二谐振窗膜片8间的波导其波导口尺寸满足标准波 导尺寸要求，腔壁加厚，材料为硬铝。 本实用新型对矩阵形波导耦合窗进行矩量法分析，计算它们的散射参量和等效电 路参量，通过CST和HFSS等场仿真软件仿真优化确定滤波器尺寸，在加工过程中严格控制 谐振窗加工误差，并对连接波导窗的标准波导段进行尺寸调整，最终确定出滤波器的加工 尺寸。滤波器标准波导段、法兰盘3和第一谐振窗膜片4以及第二谐振窗膜片8顺序级联 构成。第一谐振窗膜片4和第二谐振窗膜片8的厚度和开孔尺寸由计算获得，薄膜片可等 效为电容、电感或它们的串并联谐振电路，膜片厚度与波导波长具有尺寸可比性时按一段 波导来分析，加工时要严格控制其加工精度。谐振窗的尺寸在设计时就考虑到了加工误差 带来的影响，对加工误差引起的滤波器参数变化进行了定量分析；因此，只要加工误差控制在设计要求的范围内，滤波器就能够达到设计指标。滤波器中的法兰盘3均为标准法兰盘， 组装时由四个螺丝固定，四个螺丝轴线位于同一平面，必要时可加一个定位参考孔，以保证 组装后膜片平整、谐振窗和谐振窗膜片间波导6准确定位。采用上述方法制作了一个高性 能的Ka波段谐振窗结构的波导滤波器，通带内插入损耗小于ldB，带外抑制优于45dB，在大 功率工作状态下和大范围温度变化时性能无明显恶化。 —种新型的毫米波滤波器由谐振窗膜片、标准波导6、法兰盘3和过渡波导7组成。 法兰盘3材料为无氧铜，标准波导6的材料为硬铝，波导内部镀银。加工过程中要严格控制 谐振窗的加工精度，保证法兰盘3的厚度误差控制在预定范围内，另外定位孔1的位置也是 需要得到保证的；加工好的第一谐振窗膜片4、第二谐振窗膜片8、法兰盘3和标准波导6要 防止划伤，这样可以减少滤波器内表面不平整引入的导体损耗；将第一谐振窗膜片4、第二 谐振窗膜片8放在法兰盘3之间，将定位螺丝插入定位孔l，定位螺丝的轴线必须与标准波 导6中心轴线平行，以保证放入标准波导6的第一谐振窗膜片4和第二谐振窗膜片8的平 整，对准后拧紧螺丝；最后，在滤波器的两端加过渡波导7。 f 上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受 上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经 改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种新型的毫米波滤波器，其特征在于所述滤波器的标准波导(6)的两端连接两个不同尺寸的第一谐振窗膜片(4)和第二谐振窗膜片(8)后分别连接两个过渡波导(7)，过渡波导(7)的两端分别设有两个法兰盘(3)。
2. 根据权利要求1所述的一种新型的毫米波滤波器，其特征在于所述的第一谐振窗 膜片(4)、第二谐振窗膜片(8)、法兰盘(3)上分别设有四个定位孔(l)，定位螺丝穿过定位 孔(1)将第一谐振窗膜片(4)、第二谐振窗膜片(8)固定在标准波导(6)上，定位螺丝的轴 线与标准波导(6)的中心轴线垂直。
3. 根据权利要求1所述的一种新型的毫米波滤波器，其特征在于所述法兰盘(3)设 有四个定位孔(l)，中间为矩形波导口 (2)。
4. 根据权利要求1所述的一种新型的毫米波滤波器，其特征在于所述的第一谐振窗 膜片(4)和第二谐振窗膜片(8)的四角上设有四个定位孔(l)，中间为空气腔(5)。
5. 根据权利要求1所述的一种新型的毫米波滤波器，其特征在于所述的第一谐振窗 膜片(4)、第二谐振窗膜片(8)为无氧铜，镀银材料。
6. 根据权利要求1所述的一种新型的毫米波滤波器，其特征在于所述的谐振窗膜片 间波导(6)和过渡波导(7)的材料为硬铝。
专利摘要本实用新型公开了一种新型的毫米波滤波器，其特征在于所述滤波器的标准波导的两端连接两个不同尺寸的第一谐振窗膜片和第二谐振窗膜片后分别连接两个过渡波导，过渡波导的两端分别设有两个法兰盘，由于采用上述结构，该滤波器具有以下优点1、本滤波器在在通带范围内，插入损耗在1dB以内；2、滤波器的矩形系数好，带外抑制度在偏离通带1GHz处大于45dB；3、具有良好的频率选择性并且寄生频带远；4、结构简单、加工方便、体积紧凑、重量轻。
文档编号H01P1/20GK201528029SQ20092018767
公开日2010年7月14日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者刘劲松, 吴华夏, 张骁勇, 王 华, 窦增昌 申请人:安徽华东光电技术研究所