多频带阻滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及微波通信【技术领域】，公开了一种多频带阻滤波器。该滤波器包括：输入端口、输出端口、波导传输线以及多个滤波器，其中，各个所述滤波器分别耦合于所述波导传输线的两边，各个所述滤波器为由相同或不同谐振频率的谐振器组成。与传统一字排列组成的带阻滤波器相比，本发明的多频带阻滤波器结构紧凑新颖，将多个相同或不同谐振频率的谐振器以耦合窗口的形式设于波导传输线的两边，既有效减少了系统中器件的体积，也能够阻塞多个无用的频带信号，性能也得到了极大的优化。
【专利说明】多频带阻滤波器
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波通信【技术领域】，特别涉及一种多频带阻滤波器。
【背景技术】
[0002]微波滤波器具有选频、分频和隔离信号等重要作用，在现代微波毫米波通信、卫星通信、遥感和雷达技术等系统中应用广泛，其性能的优劣将直接影响到整个系统的运行质量。根据通频带的不同，微波滤波器可分为低通、带通、带阻、高通滤波器。其中，带阻滤波器作为微波滤波器的一种，在通信系统中也起着十分重要的作用。通常在许多微波系统中，要求信号传输时，衰减应尽可能的小，而对不需要的噪声、干扰、杂散等则要抑制掉，即需要有很高的衰减度。带阻滤波器适用于在宽频范围滤除某窄带频，无线通信系统中抑制高功率发射机、非线性功放的杂散频谱以及带通滤波器的寄生通带等，这时，如采用一个或几个带阻滤波器来抑制它们，就比采用带通滤波器的宽阻带来抑制更加灵活有效。因此，许多带阻滤波器主要被设计成单频滤波器。但是，在现在的某些通信系统中，需要阻塞两个或多个频带的无用信号，这就需要重新开发设计双频或者多频带阻滤波器来实现此功能。
[0003]如图1所示，传统的带阻滤波器设计结构一般是采用1/4波长的短截线谐振器，并沿主波导传输线一字排列而成，而谐振器之间的间隔为1/4波长的奇数倍。如果要实现多个频率的带阻效应，则需要串联多个这样结构的带阻滤波器，其体积和数量则异常庞大。并且，单纯的串联会直接导致滤波器的性能下降，最终导致整个系统的性能降低。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种多频带阻滤波器，以解决传统的在实现多个频率的带阻效应中，需要串联的带阻滤波器数量多、体积庞大，导致滤波器性能和整个通信系统的性能下降的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种多频带阻滤波器，包括:输入端口、输出端口、波导传输线以及多个滤波器，其中，各个所述滤波器分别耦合于所述波导传输线的两边，各个所述滤波器为由相同或不同谐振频率的谐振器组成。
[0006]优选地，所述滤波器具有不同的阻带范围。
[0007]优选地，组成各个所述滤波器的谐振器个数相同或不同。
[0008]优选地，所述谐振器采用窗口耦合和/或缝隙耦合的方式，与所述波导传输线进行电磁能量耦合。
[0009]优选地，所述谐振器为腔体谐振器、微带谐振器或介质谐振器。
[0010]优选地，所述波导传输线采用波导管结构、基片集成波导结构或微带结构。
[0011 ] 优选地，所述输入端口和所述输出端口配有接头，所述接头采用波导法兰、SMA形或N形结构，在所述接头上还设置有引出金属探针。
[0012]优选地，当采用波导管结构时，所述波导管的材料为铝、铝合金、铜、钢中的一种或几种。[0013]与现有技术相比，本发明所提供的多频带阻滤波器，达到了如下技术效果:
[0014]I)本发明在波导传输线上耦合有多个相同或不同谐振频率的谐振器，产生陷波特性，可以阻塞多个无用的频带信号，从而实现对无用信号的抑制和有用信号的传输效应。
[0015]2)本发明的多频带阻滤波器结构紧凑新颖，有效减少了系统中器件的体积，实现了多频带阻滤波器的功能和小型化设计，性能也得到了优化，可广泛应用于各种军用、民用通信系统中。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术采用的多频带阻滤波器结构示意图。
[0017]图2为本发明所述的多频带阻滤波器的结构示意图。
[0018]图3为本发明实施例所述的采用窗口耦合方式的多频带阻滤波器的结构示意图。【具体实施方式】
[0019]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包括但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0020]以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
[0021]在微波通信中，电磁波导波系统是双线传输线，主要用在频率较低的场合。在微波频段即分米波段和厘米波段，用一根中空的金属管来传输电磁波是可行的和方便的，但在空管中不可能传播TEM(Transverse Electric and Magnetic field,横向电磁场)模式，因此米用 TE (Transverse Electric wave, 横电波)模式或 TM (Transverse Magnetic wave,横磁波)模式，这就是金属波导(或称为波导管)。到了短毫米波段及亚微毫米波段金属波导的截面积尺寸太小，加工不易，因此采用介质波导作为传输系统。光纤介质现在已成为传输电磁信号的主要手段，但为了近似地实现短路面的边界条件可以用具有高导电率的导体即金属构成的边界面，这样同样形成了金属波导。金属波导可以由一根波导管构成，也可以由多根波导管构成。
[0022]如图2所示，为本发明所设计的一种多频带阻滤波器，它包括，一个输入端口、一个输出端口、用于信号传输的波导传输线以及多个滤波器，其中，各个所述滤波器分别设于所述波导传输线的两边。所述滤波器具有不同的阻带范围，可以阻塞多个不同频带的无用信号。所述滤波器进一步为由多个相同或不同谐振频率的谐振器排列组成。
[0023]进一步地，每个滤波器中的谐振器数量根据它们频带的范围和系统对于带阻的要求，可以设置为相同也可以不同。再请参照图2的实施例，其中，第一个阻带滤波器由K个谐振器排列组成，第二个阻带滤波器由L个谐振器排列组成，以此类推，第M个阻带滤波器由M个滤波器组成，第N个阻带滤波器由N个滤波器排列组成，它们分别设于波导传输线的两边。
[0024]各个谐振器采用窗口耦合和/或缝隙耦合的方式，与所述波导传输线进行电磁能量耦合，产生陷波特性，消除对某个或某些特定频率的干扰。所述波导传输线的传输结构方式可以采用波导管结构、基片集成波导结构或者微带结构。当传输线采用波导管结构或基片集成波导结构进行信号传输时，所述谐振器与波导传输线之间采用窗口耦合方式较好，即开窗耦合；当波导传输线采用的是微带结构时，采用缝隙耦合的方式较好，即利用较小的缝隙开槽面积得到较大的耦合能量。当然，波导传输线也可以采用其他任何能够以电磁波传输方式的结构进行。对于波导管结构，可以采用铝、铝合金、铜、钢等材料加工，并采用铣、压铸、线切割等方式加工成形；对于基片集成波导结构和微带结构，采用不同介电常数的板材通过电化学腐蚀和机械加工而成，其表面处理可以采用导电氧化、镀银、镀铜、镀金等方式，以降低电磁波的传播损耗。
[0025]本发明中的谐振器可以为腔体谐振器、微带谐振器和/或介质谐振器。其中，金属波导与谐振腔广泛应用于分米波、厘米波以及较长的毫米波段。在短毫米波段以及亚毫米波段，由于金属波导及谐振腔的尺寸太小，难于制造，而在红外波段或可见光波段，即波长为微米量级时应用金属波导或谐振腔更不可能。此时，介质谐振器具有体积小，重量轻，品质因数高，稳定性好等优点，特别便于应用在微带电路或微波集成电路中和毫米波段。
[0026]在所述输入/输出端口上，还可以配置接头，所述接头采用波导法兰、SMA形、N形结构或者其他结构，在所述接头上还可引出金属探针。
[0027]对于本发明的多频带阻滤波器，在最终的电性能优化阶段，可以采用全波或者平面电磁场仿真软件进行优化设计。
[0028]配合参阅图3，图3为本发明所述的多频带阻滤波器的一个实施例。
[0029]在本发明实施例中，在波导传输线10的两边通过窗口耦合的方式耦接有三组滤波器，中间形成一较小的耦合窗口 101，他们具有三个不同的阻带范围，其中，阻带一的滤波器11由两个谐振器组成，阻带二 12的滤波器也由两个谐振器组成，阻带三的滤波器13由三个谐振器组成，阻带一和阻带二的滤波器设于波导传输线10的其中一边，阻带三的滤波器设于另一边。此时的波导传输线宜采用为基片集成波导结构或者波导管结构。各个谐振器的大小和耦合窗口的大小也可以作不同的调整。
[0030]信号从输入端口输入，在波导传输线10上进行传输时,通过稱合的窗口 101,各个不同带阻的滤波器将对对应的某些范围的频率分量衰减到极低水平，从而滤除那些无用的杂波信号，使仅处在需要的某些范围内的频率的信号才能够正常通过并输出。
[0031]与传统一字排列组成的带阻滤波器相比，本发明的多频带阻滤波器结构紧凑新颖，将多个相同或不同谐振频率的谐振器以耦合窗口的形式设于波导传输线的两边，既有效减少了系统中器件的体积，也能够阻塞多个无用的频带信号，性能也得到了极大的优化。
[0032]上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种多频带阻滤波器，其特征在于，包括:输入端口、输出端口、波导传输线以及多个滤波器，其中，各个所述滤波器分别耦合于所述波导传输线的两边，各个所述滤波器为由相同或不同谐振频率的谐振器组成。
2.如权利要求1所述的多频带阻滤波器，其特征在于，所述滤波器具有不同的阻带范围。
3.如权利要求1所述的多频带阻滤波器，其特征在于，组成各个所述滤波器的谐振器个数相同或不同。
4.如权利要求3所述的多频带阻滤波器，其特征在于，所述谐振器采用窗口耦合和/或缝隙耦合的方式，与所述波导传输线进行电磁能量耦合。
5.如权利要求3或4所述的多频带阻滤波器，其特征在于，所述谐振器为腔体谐振器、微带谐振器或介质谐振器。
6.如权利要求1所述的多频带阻滤波器，其特征在于，所述波导传输线采用波导管结构、基片集成波导结构或微带结构。
7.如权利要求1所述的多频带阻滤波器，其特征在于，所述输入端口和所述输出端口配有接头，所述接头采用波导法兰、SMA形或N形结构，在所述接头上还设置有引出金属探针。
8.如权利要求6所述的多频带阻滤波器，其特征在于，当采用波导管结构时，所述波导管的材料为铝、铝合金、铜、钢中的一种或几种。
【文档编号】H01P1/203GK103474729SQ201310456930
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】韩世虎 申请人:四川九洲电器集团有限责任公司