一种可调带宽的波导滤波器的制作方法

本实用新型涉及一种无源器件滤波器，尤其是涉及一种可调带宽的波导滤波器。

背景技术：

在通信领域，滤波器作为一种频率选择装置被广泛应用，其中，波导滤波器在现代微波通信、卫星通信、雷达及遥感遥测技术等系统中具有选频、分频及隔离信号等的重要作用，其性能优劣直接影响到系统的运行质量。波导滤波器一般采用腔体结构，一个腔体能够等效成电感并联电容，形成一个谐振级，达到滤波功能。传统波导滤波器的带宽都是固定不可调整的，所设计的带宽在出厂时已确定，无法满足特殊情况所需，可调滤波器应运而生。

随着无源器件技术的快速发展，一种电机驱动的可调波导滤波器被广泛使用，通过控制步进电机的正反转来控制调螺进入波导耦合窗的深浅，进而达到调整带宽的目的，控制方便且精度较高。

传统的可调带宽的波导滤波器，通常在每一个波导耦合窗的调镙上边安装微电机，用这个电机控制每个调镙伸入波导耦合窗的深度，从而达到波导滤波器带宽可调。但很显然，随着滤波器级数的增加，需同样数量的电机来进行控制，电机数目多，使可调滤波器的成本急剧提高，体积大、重量大，同时，由于每个波导耦合窗的带宽受调螺的影响很大，为了精确控制每个调螺的位置和深度，对电机的精度要求很高，导致该类滤波器的成本很高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可靠性高，且成本较低的可调带宽的波导滤波器。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种可调带宽的波导滤波器，包括腔体，设置在所述腔体上的输入端、输出端，以及至少三个耦合窗，所述耦合窗形成于相邻两个谐振腔之间、所述输入端与与所述输入端相连的谐振腔之间及所述输出端与与所述输出端相连的谐振腔之间，所述可调带宽的波导滤波器还包括若干延伸入耦合窗内起调节带宽作用的第一介质棒，所述第一介质棒伸入所述耦合窗内的长度可调，且至少三个所述第一介质棒由第一驱动装置驱动。

优选地，所述可调带宽的波导滤波器还包括若干延伸入谐振腔内起调频作用的第二介质棒，所述第二介质棒伸入所述谐振腔内的长度可调，至少两个所述第二介质棒由所述第一驱动装置驱动，或由第二驱动装置驱动。

优选地，所述第一和第二驱动装置均包括电机和传动机构，所述电机带动所述传动机构运动，所述第一介质棒和第二介质棒均与第一驱动装置的传动机构相连；或者第一介质棒与第一驱动装置的传动机构相连，第二介质棒与第二驱动装置的传动机构相连。

优选地，所述传动机构包括驱动丝杆和滑杆，所述驱动丝杆在所述电机的驱动下转动，所述滑杆与所述驱动丝杆螺纹连接，所述滑杆沿着所述驱动丝杆移动，所述第一介质棒和第二介质棒均与第一驱动装置的滑杆相连；或者第一介质棒与第一驱动装置的滑杆相连，第二介质棒与第二驱动装置的滑杆相连。

优选地，所述传动机构还包括从动丝杆，所述从动丝杆与所述驱动丝杆平行设置，所述滑杆套装在所述从动丝杆上，并沿所述从动丝杆滑动。

优选地，所述腔体在靠近所述传动机构一侧的腔体壁上形成有与第一介质棒数量一致或与第一介质棒和第二介质棒数量之和一致的过孔，所述第一介质棒由所述过孔延伸到对应的耦合窗内，所述第二介质棒由所述过孔延伸到对应的谐振腔内。

优选地，所述可调带宽的波导滤波器还包括延伸入所述耦合窗和所述谐振腔内的调谐螺钉，所述第一介质棒和第二介质棒与对应的所述调谐螺钉垂直设置。

优选地，所有所述第一介质棒和第二介质棒均由所述第一驱动装置驱动，或者所有所述第一介质棒均由所述第一驱动装置驱动，所有所述第二介质棒均由所述第二驱动装置驱动。

优选地，所述谐振腔为波导腔，所述耦合窗为波导耦合窗。

优选地，所述第一介质棒和第二介质棒沿着各自的轴向方向伸缩运动。

本实用新型通过一个传动机构同步控制多个耦合窗的带宽调节，使每个耦合窗同时调到所需的带宽，该方案解决了由于空间狭小耦合窗没有空间安装电机的难点。且由于减少了驱动电机的数量，不仅大大降低了滤波器的成本，而且简化了滤波器的结构，提高调节精度和可靠性，减小了滤波器的体积和重量。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的结构示意图；

图3是本实用新型实施例3的结构示意图。

附图标记：

1、腔体，2、谐振腔，3、耦合窗，4、调谐螺钉，5、第一介质棒，6、第一电机，7、第一传动机构，71、第一驱动丝杆，72、第一从动丝杆，73、第一滑杆，8、信号输入端，9、信号输出端，10、第二介质棒，11、第二电机，12、第二传动机构，121、第二驱动丝杆，122、第二从动丝杆，123、第二滑杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本实用新型所揭示的一种可调带宽的波导滤波器，采用窗口介质棒补偿波导谐振腔间耦合的方式，将所有耦合窗的介质棒连接成一体，通过一个微电机带动，从而带动整个波导滤波器的带宽变化。

实施例1

如图1所示，本实施例1的可调带宽的波导滤波器包括腔体1、谐振腔2、耦合窗3、调谐螺钉4、第一介质棒5、第一驱动装置以及信号输入端8和信号输出端9，所述腔体1的顶面具有开口，其余侧面均为封闭，用一盖板(图中未示出)盖合于腔体1的顶面，组成封闭的空腔。空腔内形成至少两个谐振腔2，具体为波导腔结构，图中示出三个谐振腔2结构，实际中，谐振腔2可以是圆形腔，也可以是矩形腔。相邻两个谐振腔2之间、输入端8与与输入端8相连的谐振腔2之间及输出端9与与输出端9 相连的谐振腔2之间形成耦合窗3，至少形成三个耦合窗3，具体为波导耦合窗结构，图中示出四个耦合窗3结构。

每一个谐振腔2内和每一个耦合窗3内均设有调谐螺钉4，且每一个耦合窗3内设置有若干延伸入耦合窗3内起调节带宽作用的第一介质棒5，第一介质棒4用于通过伸入耦合窗3长度的变化实现带宽的微调或微扰。

第一驱动装置通过一个驱动电机驱动多个第一介质棒5，与传统的每个耦合窗3都必须配一个驱动电机相比，本实用新型驱动电机使用数量明显减小，成本显著降低。

该可调带宽的波导滤波器工作时，信号由波导输入端8进入，依次通过三个谐振腔2后，滤除了带外除谐振腔2谐振频率外的无用频率分量后，带内有用信号由波导输出端9离开。当需要调整改变有用带宽时，通过电机旋转牵引，带动第一介质棒5改变了其进入耦合窗3的长度，从而微扰改变了四个耦合窗3的带宽，输出端9的有用信号通带随之改变，从而实现了波导滤波器带宽的可调。

具体地说，所述第一驱动装置包括第一电机6和第一传动机构7，所述第一传动机构7包括第一驱动丝杆71、第一从动丝杆72和第一滑杆73，所述第一驱动丝杆71外表面为螺纹结构，所述第一驱动丝杆71与所述第一电机6的输出轴轴向连接，所述第一驱动丝杆71在所述第一电机6的驱动下转动，所述第一从动丝杆72与所述第一驱动丝杆71平行设置，所述第一滑杆73为杆状结构，其靠近所述第一驱动丝杆71的一端设置有螺纹孔，使其与所述第一驱动丝杆71螺纹连接，其另一端套设在所述第一从动丝杆72的外侧，并与所述第一从动丝杆72滑动连接。这样第一电机6工作时，带动所述第一驱动丝杆71转动，所述第一滑杆73沿所述第一驱动丝杆71和第一从动丝杆72上下移动。

所述第一介质棒5一端连接所述第一滑杆73，其另一端穿过腔体侧壁上的过孔，并延伸入相应的耦合窗3内，形成一种介质微扰结构，需要说明的是，所述过孔形成于所述腔体1靠近所述第一传动机构7的一侧，过孔的直径可以确保所述第一介质棒5可沿着其轴向方向自由移动，其数量与所述第一介质棒5的数量一致。实施例1中，采用第一介质棒5与其对应的所述调谐螺钉4垂直放置，当然，作为可选地，第一介质棒5与调谐螺钉4也可以形成接近垂直的角度放置。而介质材料的选取也同样遵循了以上的综合原则，以便在较大带宽范围调节时，不严重影响滤波器插入损耗。

本实施例1中，所有第一介质棒5都与所述第一驱动装置(具体与第一滑杆73)连接，实现滤波器通带整体平移；作为可选地，也可以是第一电机6驱动部分第一介质棒5，其它第一介质棒5由附加的电机驱动。

本实施例1通过驱动马达带动驱动丝杆旋转一定角度，套在螺杆上的第一介质棒5将同时深入相应的耦合窗3内一定长度，可调波导滤波器的带宽。

实施例2

如图2所示，与上述实施例1方案不同的是，本实施例2的可调带宽的波导滤波器还包括若干延伸入谐振腔内起调频作用的第二介质棒10，每一个谐振腔2内设置所述第二介质棒10，第二介质棒10用于通过伸入谐振腔2长度的变化实现谐振频率的微调或微扰。

本实施例2中，第二介质棒10与第一介质棒5共用一个驱动装置，即同样由第一驱动装置驱动，第一驱动装置通过一个驱动电机61驱动多个第一介质棒5和第二介质棒10，与传统的每个谐振腔2和每个耦合窗3都必须配一个驱动电机相比，本实用新型驱动电机使用数量明显减小，成本显著降低。

第二介质棒10一端连接所述第一滑杆73，其另一端穿过腔体侧壁上的过孔，并延伸入相应的谐振腔2内，形成一种介质微扰结构，需要说明的是，所述过孔同样形成于所述腔体1靠近所述第一传动机构7的一侧，过孔的直径可以确保所述第二介质棒10可沿着其轴向方向自由移动，其数量与所述第二介质棒10的数量一致。综合考虑谐振器Q值的改变和频率可调谐范围的大小，以及结构可行性，本方案采用第二介质棒10与其对应的所述调谐螺钉3垂直放置，当然，作为可选地，第二介质棒10与调谐螺钉 3也可以形成接近垂直的角度放置。而介质材料的选取也同样遵循了以上的综合原则，以便在较大频率范围调谐时，谐振腔Q值有限下降，不严重影响滤波器插入损耗。

本实施例2中，所有第一介质棒5和所有第二介质棒10都与所述第一驱动装置(具体与第一滑杆73)连接，实现滤波器通带整体平移；作为可选地，也可以是第一电机6驱动部分第一和/或第二介质棒，其它介质棒由附加的电机驱动。

本实施例2通过驱动马达带动驱动丝杆旋转一定角度，套在螺杆上的第一介质棒5将同时深入相应的耦合窗3内一定长度，可调波导滤波器的带宽；且第二介质棒10将同时深入相应的谐振腔2内一定长度，可调波导滤波器的谐振频率随之降低到特定某频率点。

实施例3

如图3所示，与上述实施例2方案不同的是，本实施例3的第二介质棒10由另一第二驱动装置驱动，即由两个驱动装置分别对第一介质棒5和第二介质棒10驱动。

第二驱动装置的结构与第一驱动装置的结构相同，均包括第二电机11 和第二传动机构12，所述第二传动机构12包括第二驱动丝杆121、第二从动丝杆122和第二滑杆123，所述第二驱动丝杆121外表面为螺纹结构，所述第二驱动丝杆121与所述第二电机11的输出轴轴向连接，所述第二驱动丝杆121在所述第二电机11的驱动下转动，所述第二从动丝杆122与所述第二驱动丝杆121平行设置，所述第二滑杆123为杆状结构，其靠近所述第二驱动丝杆121的一端设置有螺纹孔，使其与所述第二驱动丝杆121 螺纹连接，其另一端套设在所述第二从动丝杆122的外侧，并与所述第二从动丝杆122滑动连接。这样第二电机11工作时，带动所述第二驱动丝杆 121转动，所述第二滑杆123沿所述第二驱动丝杆121和第二从动丝杆122 上下移动。第二介质棒10一端连接所述第二滑杆123，其另一端穿过腔体侧壁上的过孔，并延伸入相应的谐振腔2内，形成一种介质微扰结构。

本实施例3中，所有第一介质棒5都与所述第一驱动装置(具体与第一滑杆73)连接，所有第二介质棒10都与所述第二驱动装置(具体与第二滑杆123)连接，实现滤波器通带整体平移；作为可选地，也可以是第一电机6驱动部分第一介质棒5，其它第一介质棒5由附加的电机驱动，同理，第二电机11驱动部分第二介质棒10，其它第二介质棒10由附加的电机驱动。

本实施例3通过两个驱动马达带动各自的驱动丝杆旋转一定角度，一个驱动马达驱动套在第一驱动丝杆71上的第一介质棒5将同时深入相应的耦合窗内一定长度，可调波导滤波器的带宽；另一个驱动马达驱动套在第二驱动丝杆121上的第二介质棒10将同时深入相应的谐振腔2内一定长度，可调波导滤波器的频率。

本实用新型由于去除了大部分高精度微电机，只留下一个或两个微电机，显著降低了成本，在抑制要求日益严酷，谐振腔数量增多的今天，应用更具优势，可靠性更高；另外由于介质棒的可调行程显著大于传统调镙的行程，对电机的精度要求显著降低；再有，由于用介质棒调整带宽，不会因接触面不紧密而造成互调恶化。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。