一种可调带宽的带阻滤波器的制作方法

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种可调带宽的带阻滤波器。

背景技术：

带阻滤波器在通信系统中起着十分重要的作用，其性能的优劣将直接影响整个系统的运行质量。由于固定式带阻滤波器，抑制频段的宽度固定，不能适应多制式载波的测试要求，在多制式无线指标的测试中，需要准备多种滤波器，测试装置庞大、复杂、成本高。

现有一种可调带阻滤波器，该滤波器通过开敞结构实现传输线与谐振腔之间的电容耦合，谐振腔中设有金属谐振柱，谐振腔的盖板上增加调谐螺钉探入谐振腔内，用以调节频率，但这种滤波器的缺点是频率可调节的范围小，并且会造成滤波器的频率与滤波器的阻带宽值互相影响。例如滤波器的中心频率为2ghz，当阻带宽值调节至100mhz，中心频率也会随之改变，调谐螺钉的调节范围不足以把中心频率调回2ghz。因此现需一种调频范围更大的可调带阻滤波器，当调节阻带宽值时，可以保持滤波器的中心频率不变。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种可调带宽的带阻滤波器。

具体技术方案如下：

本发明包括一种可调带宽的带阻滤波器，所述带阻滤波器包括复数个谐振腔，每个所述谐振腔包括：

一腔体，所述腔体内设有一短截线，所述短截线用作分布式电感；

一外螺杆，设置于所述短截线的一端，且从所述腔体的底部延伸至所述腔体的外部；

一内螺杆，套设于所述外螺杆内，所述内螺杆用于调节所述短截线的高度，以调节所述谐振腔的谐振电容；

一频率调节片，套设于所述外螺杆与所述短截线之间，通过所述外螺杆调节所述频率调节片的高度，以调节所述谐振腔的谐振频率。

优选的，所述谐振腔还包括一带状线，设置于所述腔体的顶部，与所述频率调节片平行设置。

优选的，所述带状线与所述短截线具有一预设距离，所述带状线与所述短截线之间形成所述分布式电容。

优选的，所述谐振腔还包括一盖板，设置于所述带状线的顶部，用于密封所述腔体。

优选的，所述带阻滤波器还包括一射频连接器，连接所述带阻滤波器的输入/输出端口，所述射频连接器用于传输电磁波。

优选的，复数个所述谐振腔均匀分布于所述带阻滤波器内。

优选的，所述频率调节片的尺寸与所述腔体的内径相匹配。

本发明包括一种可调带宽的带阻滤波器的调节方法，包括：

提供包含复数个谐振腔的带阻滤波器，通过调节所述谐振腔的内螺杆以调节一第一控制参数，从而对所述谐振腔的阻带带宽进行调整；

通过调节所述谐振腔的外螺杆以调节一第二控制参数，从而对所述谐振腔的谐振频率进行调整。

优选的，所述调节方法的具体步骤包括：

步骤s1，对所述带阻滤波器预设一阻带宽预设值及一中心频率预设值；

步骤s2，基于切比雪夫模型的归一化元件数值进行数学计算，根据所述阻带宽预设值及所述中心频率预设值计算得到每个所述谐振腔的3db带宽标准值；

步骤s3，对复数个所述谐振腔建立单腔3d模型，以对每一个所述谐振腔进行仿真；

步骤s4，对每一个所述谐振腔进行仿真，同时，对每一个所述谐振腔的所述第一控制参数与所述第二控制参数进行调整，直到每一个所述谐振腔的3db带宽达到对应的所述3db带宽标准值且每一个所述谐振腔的中心频率达到所述中心频率预设值时，确定所述第一控制参数与所述第二控制参数的具体数值。

本发明技术方案的有益效果在于：提供一种包含多个谐振腔的可调带宽的带阻滤波器，可通过外螺杆对每个谐振腔的带宽进行调节，并通过内螺杆调节频率调节片用以纠正每个谐振腔的频率偏差，以保证带阻滤波器的中心频率保持不变，并且，带阻滤波器的调频范围更大，适用性更强。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例中的谐振腔的剖面结构图；

图2为本发明实施例中的可调带宽的带阻滤波器的调节方法的步骤图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明包括一种可调带宽的带阻滤波器，滤波器包括复数个谐振腔，如图1所示，每个谐振腔包括：

一腔体1，腔体1内设有一短截线2，短截线2用作分布式电感；

一外螺杆3，设置于短截线2的一端，且从腔体1的底部延伸至腔体1的外部；

一内螺杆4，套设于外螺杆3内，内螺杆4用于调节短截线2的高度，以调节谐振腔的谐振电容；

一频率调节片5，套设于外螺杆1与短截线2之间，通过外螺杆3调节频率调节片5的高度，以调节谐振腔的谐振频率；

谐振腔还包括一带状线6，设置于腔体1的顶部，与频率调节片5平行设置；

带状线6与短截线2具有一预设距离，带状线6与短截线2之间形成分布式电容。

具体地，本实施例的带阻滤波器包括31个谐振腔，31个谐振腔均匀分布于带阻滤波器内，谐振腔之间通过带状线6互相连接，通过每个谐振腔还包括一盖板7，设置于带状线6的顶部，盖板7用于密封腔体1。带状线6具有体积小、重量轻、频带宽、固有品质因素高、工艺简单、成本低廉等优点。

具体地，如图1所示，短截线2为圆柱形λ/4短路短截线，短截线2与带状线6之间的预设距离形成了分布式电容，通过旋转内螺杆1对短截线2的高度进行调整，进一步地，通过调整短截线2的高度调节分布式电容的大小，短截线2的高度越高，分布式电容越小，反之，短截线2的高度越低，分布式电容越大。进一步地，通过调节每个谐振腔的分布式电容的大小来调节带阻滤波器的阻带宽值。

本实施例中，谐振腔的腔体1为圆柱形，圆柱形谐振腔具有较高的固有品质因素q，调谐方便，并且结构简单、利于加工。腔体1的底部设有一频率调节片5，频率调节片5为圆形，频率调节片5的形状应与腔体1的形状相匹配，以保证腔体1内密封良好。频率调节片5的尺寸与腔体1的内径相匹配，通过旋转外螺杆3调节频率调节片5的高度以改变腔体1内的容积大小，进一步地扩大了带阻滤波器的调频范围。

进一步地，当调节分布式电容带来谐振频率变化时，频率调节片5用以纠正频率的偏差，当带阻滤波器的带宽变化时，可以保持中心频率不变。

在一种较优的实施例中，带阻滤波器还包括一射频连接器，连接带阻滤波器的输入/输出端口，射频连接器用于传输电磁波。

具体地，射频连接器包括射频同轴连接器、射频三同轴连接器和双芯对称射频连接器。射频同轴连接器主要用于传输横向电磁波；射频三同轴连接器主要用于对屏蔽效率有更高要求的场合，传输横向电磁波或传输脉冲波；双芯对称射频连接器主要用于传输速率不太高的数字信号。

本发明还包括一种可调带宽的带阻滤波器的调节方法，如图1所示，包括：

提供包含复数个谐振腔的带阻滤波器，通过调节谐振腔的内螺杆4以调节一第一控制参数，从而对谐振腔的阻带带宽进行调整；

通过调节谐振腔的外螺杆3以调节一第二控制参数，从而对谐振腔的谐振频率进行调整。

具体地，如图1所示，第一控制参数a为短截线2的高度，第二控制参数h为频率调节片5的高度，通过对第一控制参数a与第二控制参数h进行同时调整，以保证在调节带阻滤波器的带宽时不影响带阻滤波器的中心频率。

在一种较优的实施例中，如图2所示，调节方法的具体步骤包括：

步骤s1，对带阻滤波器预设一阻带宽预设值及一中心频率预设值；

步骤s2，基于切比雪夫模型的归一化元件数值进行数学计算，根据阻带宽预设值及中心频率预设值计算得到每个谐振腔的3db带宽标准值；

步骤s3，对复数个谐振腔建立单腔3d模型，以对每一个谐振腔进行仿真；

步骤s4，对每一个谐振腔进行仿真，同时，对每一个谐振腔的第一控制参数a与第二控制参数h进行调整，直到每一个谐振腔的3db带宽达到对应的3db带宽标准值且每一个谐振腔的中心频率达到中心频率预设值时，确定第一控制参数与第二控制参数的具体数值。

具体地，本发明实施例中提供一种中心频率预设值为1.8ghz的可调带宽的带阻滤波器，将带阻滤波器的阻带宽预设值调整为90mhz(对应的抑制度为90db)，如表1所示，根据切比雪夫(chebyshav)模型的归一化元件数值gi进行数学计算，结合阻带宽预设值(90mhz)及中心频率预设值(1.8ghz)计算得到每个谐振腔的3db带宽标准值，表1中n为谐振腔的序号，gi为每个谐振腔对应的归一化元件值，表1中列出了部分谐振腔的3db带宽标准值。

进一步地，建立3d模型，对每一个谐振腔进行仿真，根据仿真过程中的实时测试到的阻带宽值对第一控制参数a进行调整，并根据实时测试到的中心频率对第二控制参数h进行调整，直至每个谐振腔的阻带宽值达到表1中对应的3db带宽标准值且中心频率保持在1.8ghz时，进一步确定a和h的具体数值，根据a和h的具体数值对每个谐振腔进行调整。

进一步地，建立3d模型进行联合仿真，对进行调整后的带阻滤波器进行仿真测试。通过联合仿真得到带阻滤波器的阻带宽值为95mhz，抑制幅度为-94.8db，优于阻带宽值设计值90mhz。

表1

表2

具体地，再将带阻滤波器的阻带宽预设值调整为45mhz(对应的抑制度为90db)，根据切比雪夫(chebyshav)模型的归一化元件数值gi进行数学计算，结合阻带宽预设值(45mhz)及中心频率预设值(1.8ghz)计算得到每个谐振腔的3db带宽标准值(如表2所示)，表2中n为谐振腔的序号，gi为每个谐振腔对应的归一化元件值，表2中列出了部分谐振腔的3db带宽标准值。

进一步地，建立3d模型，对每一个谐振腔进行仿真，根据仿真过程中的实时测试到的阻带宽值对第一控制参数a进行调整，并根据实时测试到的中心频率对第二控制参数h进行调整，直至每个谐振腔的阻带宽值达到表2中对应的3db带宽标准值且中心频率保持在1.8ghz时，进一步确定a和h的具体数值，根据a和h的具体数值对每个谐振腔进行调整。

进一步地，建立3d模型进行联合仿真，对进行调整后的带阻滤波器进行仿真测试。通过联合仿真得到带阻滤波器的阻带宽值为49.7mhz，抑制幅度为-98.2db，优于阻带宽值设计值45mhz。

本发明技术方案的有益效果在于：提供一种包含多个谐振腔的可调带宽的带阻滤波器，可通过外螺杆对每个谐振腔的带宽进行调节，并通过内螺杆调节频率调节片用以纠正每个谐振腔的频率偏差，以保证带阻滤波器的中心频率保持不变，并且，带阻滤波器的调频范围更大，适用性更强。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。