一种小型化波导滤波器的制作方法

本发明涉及电磁场与微波技术领域的波导滤波器，特别涉及一种小型化波导滤波器。

背景技术：
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波导滤波器因其具有的低损耗、高品质因数、高功率容量、良好的机械特性及温度特性等优点，被广泛应用于各种对性能要求很高的场合，但其庞大的体积与重量也限制了其在现代集成化微波毫米波电路领域的应用。

技术实现要素：
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针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种小型化波导滤波器。

本发明的一种小型化波导滤波器，包括波导主体和凹陷结构主体，所述波导主体为包括波导侧壁及波导底部组成的一体结构，所述凹陷结构主体为包括凹陷结构侧壁及凹陷结构底部组成的一体结构，单个所述凹陷结构主体嵌入单个波导主体内形成一个呈空心凹陷结构的小型化波导谐振器，若干个体积不同的所述小型化波导谐振器间通过空心凹陷结构相互嵌套形成小型化波导滤波器主体，且嵌套后若干个小型化波导谐振器的贴合部分上开设有耦合窗口，所述小型化波导滤波器主体上还设有输入输出端口。

优选的，所述凹陷结构主体顶部四周设有与波导主体相配合的边沿。

优选的，所述小型化波导滤波器主体的阶数随嵌套层数增加而增加。

本发明的有益效果：本发明在波导滤波器表面构造向内的凹陷结构，通过凹陷结构带来的等效电容可以有效降低波导滤波器的谐振频率，也即实现波导滤波器的小型化；与此同时，空心的凹陷结构内部还可以嵌套使用其他波导谐振器或者容纳其他部件，通过空间上的复用，进一步提高滤波器整体的小型化程度。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1是波导主体结构示意图；

图2是凹陷结构主体结构示意图；

图3是凹陷结构主体侧视图；

图4是小型化波导谐振器主体安装结构示意图；

图5是小型化波导谐振器主体俯视图；

图6是小型化波导谐振器主体截面图；

图7是小型化波导谐振器主体结构示意图；

图8是两个小型化波导谐振器嵌套结构示意图；

图9是实施例二的频率响应曲线图；

图10是实施例三的结构示意图；

图11是实施例三的频率响应曲线图；

图12是实施例四的结构示意图；

图13是实施例四的频率响应曲线图。

图中：1-波导侧壁；2-波导底部；3-凹陷结构侧壁；4-凹陷结构底部；5-耦合窗口；6-输入输出端口；7-边沿。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-13所示，本发明提供一种技术方案：一种小型化波导滤波器，包括波导主体和凹陷结构主体，所述波导主体为包括波导侧壁1及波导底部2组成的一体结构，所述凹陷结构主体为包括凹陷结构侧壁3及凹陷结构底部4组成的一体结构，单个所述凹陷结构主体嵌入单个波导主体内形成一个呈空心凹陷结构的小型化波导谐振器，若干个体积不同的所述小型化波导谐振器间通过空心凹陷结构相互嵌套形成小型化波导滤波器主体，且嵌套后若干个小型化波导谐振器的贴合部分上开设有耦合窗口5，所述小型化波导滤波器主体上还设有输入输出端口6。

具体地，凹陷结构主体顶部四周设有与波导主体相配合的边沿7，输入输出端口6通过常规的探针实现馈电，小型化波导滤波器主体的阶数随嵌套层数增加而增加。

下面通过实施例对本发明进行进一步说明。

实施例一：

本发明提供的一种小型化波导谐振器，单个凹陷结构主体嵌入单个波导主体内形成的即为小型化波导谐振器，如图1-7所示，小型化波导谐振器外部尺寸为a=29.2mm，b=29.2mm,c=29.2mm，金属厚度均为1mm，凹陷结构位于波导上表面中心位置，d=21.2mm，e=21.2mm，f=24.2mm，d1=5mm，d2=5mm，d3=5mm，d4=5mm，d5=3mm。小型化波导谐振器的主模谐振频率由添加凹陷结构前常规波导谐振器的7.8GHz降为添加凹陷结构后的2.394GHz，若以未添加凹陷结构的常规波导谐振器实现2.394GHz的主模谐振频率，外部尺寸需变大为a=90.3mm，b=90.3mm，c=90.3mm。相比未添加凹陷结构的常规波导谐振器，本实施例只用了10.46%的占用面积和3.38%的体积即实现了相同的主模谐振频率。

实施例二：

本发明提供的一种小型化波导滤波器，如图8所示，两个小型化波导谐振器通过嵌套组合在一起构成一个二阶滤波器，小型化波导谐振器之间的耦合通过在嵌套结构贴合部分上的开设耦合窗口实现，输入输出端口通过探针直接完成馈电；小型化波导滤波器的频率响应如图9所示，中心频率为2GHz，带宽约为0.19GHz，小型化波导滤波器的外围最大尺寸仅为36×36×51mm³。

实施例三：

本发明提供的一种小型化波导滤波器，如图10所示，三个小型化波导谐振器通过嵌套组合在一起构成一个三阶滤波器，小型化波导谐振器之间的耦合通过在嵌套结构贴合部分上的开设耦合窗口实现，输入输出端口通过探针直接完成馈电；小型化波导滤波器的频率响应如图11所示，中心频率为2.6GHz，带宽约为0.22GHz，在2.3GHz有一个传输零点有效改善了下边带选择性，小型化波导滤波器的外围最大尺寸仅为25×25×34.8mm³。

实施例四：

本发明提供的一种小型化波导滤波器，如图12所示，三个小型化波导谐振器通过嵌套组合在一起构成一个三阶滤波器，小型化波导谐振器之间的耦合通过在嵌套结构贴合部分上的开设耦合窗口实现，输入输出端口通过探针直接完成馈电；滤波器的频率响应如图13所示，中心频率为1.785GHz，带宽约为58.5MHz，在1.837GHz有一个传输零点有效改善了上边带选择性，小型化波导滤波器的外围最大尺寸仅为36.5×36.5×46 mm³。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。