专利名称：一种小型化窄带滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微波小型化滤波器，具体的说，是涉及一种或交指结构的小型化
窄带滤波器。
背景技术：
普通的滤波器包括腔体、位于腔体内的至少3根依次排列的柱子和输入输出结构。其加工主要是采用铣床在金属块上铣出腔体和柱子，再加工盖板，然后通过连接螺钉将滤波器腔体和盖板连接。这种滤波器存在一些不足之处。由于采用铣床加工，腔体与柱子的间隙不能太小，否则难以保证腔体内部尺寸的精确度，所以不能进一步对滤波器进行小型化。采用铣床加工，会增加滤波器的成本。采用金属块加工滤波器腔体和柱子，也将浪费 原材料，这点在频率较低的滤波器中表现尤其突出。柱子之间不能靠得太近，太近会使带宽增加，然而输入输出耦合不够，使得反射不能达到基本要求，从而不能最大限度的实现滤波器的小型化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工简单、结构紧凑、节约原材料、寄生通带远的小型化窄带滤波器。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下一种小型化窄带滤波器，包括前向和背向分别开口的矩形金属腔，设置在金属腔前向开口位置的上盖板、设置在金属腔背向开口位置的下盖板，以及贯穿金属腔并延伸进金属腔内部的输入输出结构；金属腔包括上内壁和下内壁、左内壁和右内壁；在金属腔内部设置有至少二根连接于金属腔下内壁的金属柱，或者在金属腔内部设置有至少二根依次交替连接于金属腔上内壁和下内壁的金属柱；金属柱连接金属腔的一端为短路端，另一端为开路端，金属柱开路端还连接有金属板，所述金属板与金属腔存在间隙；金属腔上内壁或下内壁还设置有金属膜片，所述金属膜片位于相邻金属柱之间，且金属膜片的轴线与相邻金属柱的对称轴相重合。所述金属柱为与轴向垂直的矩形体，所述金属板为背向指向前向的柱状体，其与前向垂直的横截面形状为U形；该金属板与金属柱垂直连接，两端弯向与该金属板相连的金属柱的短路端。所述金属膜片为竖直的矩形体，金属膜片具备四端面分别为前端面、后端面、上端面、下端面，金属膜片的前端面、后端面分别延伸并连接在上盖板和下盖板上，金属膜片的上端面和下端面与金属腔的连接关系存在三种方式第一种为金属膜片的下端面连接在金属腔上、其上端面与金属腔存在间隙，第二种为金属膜片的上端面连接在金属腔上、其下端面与金属腔存在间隙，第三种为金属膜片的上端面与金属腔的上内壁连接、金属膜片的下端面与金属腔的下内壁连接、其金属膜片中部开有窄缝。沿上盖板指向下盖板方向，金属柱的长度小于或等于金属板的长度。所述输入输出结构为双导体或多导体结构，所述双导体为同轴结构或微带结构。
所述输入输出结构延伸进金属腔的一端连接或靠近在相邻于金属腔右内壁或左内壁的金属板、金属柱上。即输入输出结构延伸进金属腔的一端与金属板和金属柱的位置关系有如下几种，第一种为输入输出结构延伸进金属腔的一端连接在相邻于金属腔右内壁或左内壁的金属板上，第二种为输入输出结构延伸进金属腔的一端连接在相邻于金属腔右内壁或左内壁的金属柱上，第三种为输入输出结构延伸进金属腔的一端靠近在相邻于金属腔右内壁或左内壁的金属板上(B卩输入输出结构延伸进金属腔的一端与金属板存在间隙)，第四种为输入输出结构延伸进金属腔的一端靠近在相邻于金属腔右内壁或左内壁的金属柱上(B卩输入输出结构延伸进金属腔的一端与金属柱存在间隙)。输入输出结构延伸进金属腔的一端设置有耦合金属圆盘，所述耦合金属圆盘与靠近金属腔右内壁或左内壁的金属板、金属柱均存在间隙。金属腔的上内壁和下内壁分别安装着调谐螺钉，所述调谐螺钉从金属腔外深入到金属腔内部，其伸入的深度从金属腔的外部加以调节；所述每一颗调谐螺钉与其对应的一个金属板相邻，每一颗调谐螺钉的轴向中心线在其纵向位置上与对应金属柱的轴向中心线 重合。在所述金属板远离金属柱短路端端面的中心点位置开有小孔，调谐螺钉的顶端深入小孔内部，其伸入孔内的深度从金属腔的外部加以调节。所述金属板远离短路端的端面与金属腔的上内壁或下内壁之间存在间隙，其间隙的距离小于O. 3毫米。为了减少现有这样的滤波器的体积过大的问题，同时为了节约加工原材料成本，因此，本发明设置的金属腔，金属板，金属柱采用一个金属块通过切铣和线切割的方法作为整体加工而成。因此，本发明的金属腔，金属板，金属柱，金属膜片为一个整体结构，基于切铣和线切割的工艺要求，本发明中的金属板远离短路端的端面与金属腔的上内壁或下内壁之间存在间隙，其间隙的距离大约为O. 3毫米，同样的，金属板的弯曲端与相邻金属柱之间存在间隙，其间隙的距离小于O. 3毫米。在满足切铣和线切割工艺的条件下，他们的间隙以
O.3毫米为基础点，他们的间隙越小，谐振腔的谐振频率越低。在满足小型化滤波器设计以后，可尽量的将金属板的面积最大化，以此也可达到减小谐振频率的目的。由于金属板远离短路端的端面与金属腔的上内壁或下内壁之间的间隙很小，金属板远离短路端的端面面积很大，从而使滤波器的加载很大，加载加大就实现了滤波器寄生通带增远的目的。同时由于他们的间隙过小，此时要对滤波器进行调谐处理时，调谐螺钉伸入滤波器内的长度受到限制，因此调节的效果不好。为此，本发明在金属板开有小孔，使得调谐螺钉可以伸入到小孔内部去，以此解决调谐螺钉伸入的长度问题，使得调谐螺钉可将调节范围扩大。又由于我们要设计这样的窄带滤波器，如果用传统的滤波器结构，要使其滤波器的耦合量很小，从而必须增加滤波器的距离，这样就使滤波器变得过长，不利于滤波器的小型化，所以我们在相邻金属柱的中心位置加一个半封闭的金属膜片，但金属膜片必须开一个小缝，这样就能大大的减小腔与腔之间的耦合量，从而使滤波器变得更短。并且可以由金属膜片的缝隙的大小来控制腔与腔之间的耦合量，从而实现滤波器的基本带宽和反射要求，而使滤波器更加的紧凑。由于是窄带滤波器，根据耦合理论，则输入输出的耦合量需要变小，所以可以采用输入输出接头不直接连接在金属柱或金属板上的方式解决，以减小耦合量，如果还需要适当增加一些耦合量时，也可以采用输入输出接头上加耦合金属圆盘，但不连接在金属柱或金属板上。本发明的原理是利用减小金属板远离短路端的端面与金属腔内壁的间隙距离，增加金属板顶端面积的方法使谐振腔的等效电容值增大，从而使滤波器的频率变小，同时兼顾耦合系数的匹配，用金属膜片来实现滤波器的窄带特性。本发明的优点在于能提供一种小型化窄带滤波器，解决现有技术在低频段设计的滤波器体积大、质量重、加工困难的问题，使滤波器加工简单、结构紧凑、原材料节约，寄生通带远。
关于本文中的上、下、左、右方向的定义参照图1，上方向为图I中的“ t ”指向，下方向为图I中的“ I ”指向，左方向为图I中的“一”指向，右方向为图I中的“一”指向，而且图中垂直于纸面指向纸内的方向为背向，垂直于纸面指向读者的方向为前向；由下指向·上的方向为轴向，由左指向右的方向为纵向。图I、为本发明实施例I的主视图。图2、为本发明实施例2的主视图。图3、为本发明实施例3的主视图。图4、为本发明实施例4的主视图。图5为图1、2、3、4的俯视图。图6为图1、2、3、4的另一种B-B向切割左视示意图。图中的标号分别表不为1、金属腔，2、金属板,3、金属柱,4、输入输出结构,5、调谐螺钉，6、上盖板,7、下盖板,8、金属膜片,9、稱合金属圆盘。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明实施方式不限于此。实施例I
如图I、图5、图6所示的一种小型化窄带滤波器，包括前向和背向分别开口的矩形金属腔1，设置在金属腔I前向开口位置的上盖板6、设置在金属腔I背向开口位置的下盖板7，以及贯穿金属腔I并延伸进金属腔I内部的输入输出结构4 ;金属腔I包括上内壁和下内壁、左内壁和右内壁；金属腔I内部设置有至少二根连接于金属腔I下内壁的金属柱3，金属柱3连接金属腔I的一端为短路端，另一端为开路端，金属柱3开路端还连接有金属板2,所述金属板2与金属腔I存在间隙；金属腔I上内壁或下内壁还设置有金属膜片8，所述金属膜片8位于相邻金属柱3之间，且金属膜片8的轴线与相邻金属柱3的对称轴相重合。所述金属柱3为与轴向垂直的矩形体，所述金属板2为背向指向前向的柱状体，其与前向垂直的横截面形状为U形；该金属板2与金属柱3垂直连接，两端弯向与该金属板2相连的金属柱3的短路端。所述金属膜片8为竖直的矩形体，金属膜片8具备四端面分别为前端面、后端面、上端面、下端面，金属膜片8的前端面、后端面分别延伸并连接在上盖板6和下盖板7上，金属膜片的上端面和下端面与金属腔I的连接关系存在三种方式第一种为金属膜片8的下端面连接在金属腔I上、其上端面与金属腔I存在间隙，第二种为金属膜片8的上端面连接在金属腔I上、其下端面与金属腔I存在间隙，第三种为金属膜片8的上端面与金属腔I的上内壁连接、金属膜片8的下端面与金属腔I的下内壁连接、其金属膜片8中部开有窄缝。在本实施例中采用第二种，即金属膜片8的上端面连接在金属腔I上、其下端面与金属腔I存在间隙。沿上盖板6指向下盖板方向，金属柱3的长度小于或等于金属板2的长度。所述输入输出结构4为双导体或多导体结构，所述双导体为同轴结构或微带结构。输入输出结构4延伸进金属腔I的一端设置有稱合金属圆盘9,所述稱合金属圆盘9与靠近金属腔I右内壁或左内壁的金属柱3存在间隙。实施例2 如图2、图5、图6所示，与实施实例I不同的是所述金属膜片8为竖直的矩形体，金属膜片8具备四端面分别为前端面、后端面、上端面、下端面，金属膜片8的前端面、后端面分别延伸并连接在上盖板6和下盖板7上，金属膜片的上端面和下端面与金属腔I的连接关系存在三种方式第一种为金属膜片8的下端面连接在金属腔I上、其上端面与金属腔I存在间隙，第二种为金属膜片8的上端面连接在金属腔I上、其下端面与金属腔I存在间隙，第三种为金属膜片8的上端面与金属腔I的上内壁连接、金属膜片8的下端面与金属腔I的下内壁连接、其金属膜片8中部开有窄缝。在本实施例中采用第一种，即金属膜片8的下端面连接在金属腔I上、其上端面与金属腔I存在间隙。且输入输出结构4延伸进金属腔I的一端连接在相邻于金属腔右内壁或左内壁的金属柱上。实施例3
如图3、图5、图6所示，本实施例与实施例I的区别在于所述输入输出结构4靠近在金属腔I右内壁或左内壁相邻的第一块金属板2,输入输出结构4末端未连接I禹合金属圆盘9。即输入输出结构4延伸进金属腔I的一端与靠近金属腔I右内壁或左内壁的金属板2均存在间隙。实施例4
如图4、图5、图6所示，与实施实例I不同的是金属腔内部设置有至少二根依次交替连接于金属腔上内壁和下内壁的金属柱，所述金属膜片8上、下端都连接在金属腔I上，金属膜片8中心处开一条窄缝；所述输入输出结构4靠近在金属腔I右内壁或左内壁相邻的第一块金属板2,输入输出结构4末端连接着稱合金属圆盘9。如上上述便可较好的实现本发明。
权利要求
1.一种小型化窄带滤波器，其特征在于包括前向和背向分别开口的矩形金属腔(1)，设置在金属腔(I)前向开口位置的上盖板(6)、设置在金属腔(I)背向开口位置的下盖板(7)，以及贯穿金属腔(I)并延伸进金属腔(I)内部的输入输出结构(4);金属腔(I)包括上内壁和下内壁、左内壁和右内壁；在金属腔(I)内部设置有至少二根连接于金属腔(I)下内壁的金属柱(3)，或者在金属腔(I)内部设置有至少二根依次交替连接于金属腔(I)上内壁和下内壁的金属柱(3);金属柱(3)连接金属腔(I)的一端为短路端，另一端为开路端，金属柱(3)开路端还连接有金属板(2)，所述金属板(2)与金属腔(I)存在间隙；金属腔(I)上内壁或下内壁还设置有金属膜片(8)，所述金属膜片(8)位于相邻金属柱(3)之间。
2.根据权利要求I所述的一种小型化窄带滤波器，其特征在于所述金属柱(3)为与轴向垂直的矩形体，所述金属板(2)为背向指向前向的柱状体，其与前向垂直的横截面形状为U形；该金属板(2)与金属柱(3)垂直连接,两端弯向与该金属板(2)相连的金属柱(3)的短路端。
3.根据权利要求I所述的一种小型化窄带滤波器，其特征在于所述金属膜片(8)为竖直的矩形体，金属膜片(8)具备四端面分别为前端面、后端面、上端面、下端面，金属膜片(8)的前端面、后端面分别延伸并连接在上盖板(6)和下盖板(7)上，金属膜片的上端面和下端面与金属腔(I)的连接关系存在三种方式第一种为金属膜片(8)的下端面连接在金属腔(I)上、其上端面与金属腔(I)存在间隙，第二种为金属膜片(8)的上端面连接在金属腔(I)上、其下端面与金属腔(I)存在间隙，第三种为金属膜片(8)的上端面与金属腔(I)的上内壁连接、金属膜片(8)的下端面与金属腔(I)的下内壁连接、其金属膜片(8)中部开有窄缝。
4.根据权利要求I所述的一种小型化窄带滤波器，其特征在于沿上盖板(6)指向下盖板方向，金属柱(3)的长度小于或等于金属板(2)的长度。
5.根据权利要求I所述的一种小型化窄带滤波器，其特征在于所述输入输出结构(4)为双导体或多导体结构，所述双导体为同轴结构或微带结构。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种小型化窄带滤波器，其特征在于所述输入输出结构(4)延伸进金属腔(I)的一端连接或靠近在相邻于金属腔(I)右内壁或左内壁的金属板(2)、金属柱(3)上。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种小型化窄带滤波器,其特征在于输入输出结构(4)延伸进金属腔(I)的一端设置有耦合金属圆盘(9)，所述耦合金属圆盘(9)与靠近金属腔(I)右内壁或左内壁的金属板(2)、金属柱(3)均存在间隙。
8.根据权利要求7所述的一种小型化窄带滤波器，其特征在于金属腔(I)的上内壁和下内壁分别安装着调谐螺钉(5 )，所述调谐螺钉(5 )从金属腔(I)外深入到金属腔(I)内部，其伸入的深度从金属腔(I)的外部加以调节；所述每一颗调谐螺钉(5)与其对应的一个金属板(2)相邻，每一颗调谐螺钉(5)的轴向中心线在其纵向位置上与对应金属柱(3)的轴向中心线重合。
9.根据权利要求7所述的一种小型化窄带滤波器，其特征在于在所述金属板(2)远离金属柱(3)短路端端面的中心点位置开有小孔，调谐螺钉(5)的顶端深入小孔内部，其伸入孔内的深度从金属腔(I)的外部加以调节。
10.根据权利要求7所述的一种小型化窄带滤波器，其特征在于所述金属板(2)远离短路端的端面与 金属腔(I)的上内壁或下内壁之间存在间隙，其间隙的距离小于O. 3毫米。
全文摘要
本发明公开了一种小型化窄带滤波器，包括金属腔，金属板，金属柱，输入输出结构，调谐螺钉，上盖板，下盖板，金属膜片，耦合金属圆盘。其特征在于所述金属板为背向指向前向的柱状体，其与前向垂直的横截面形状为U形；相邻金属柱的中心位置设置有金属膜片。本发明的优点在于能提供一种腔体小型化窄带滤波器，解决现有技术在低频段设计的微波滤波器体积大、质量重、加工困难的问题，使微波滤波器加工简单、结构紧凑、体积小、原材料节约，寄生通带远。
文档编号H01P1/207GK102820505SQ20121033254
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者王清源, 谭宜成, 吴国建 申请人:成都赛纳赛德科技有限公司