对应 设置有凹槽11，所述的凹槽11的槽面大小与第=矩形孔的孔面大小相同，且凹槽11内设置 有吸收负载12 ; 所述的主波导腔7和副波导腔的内腔表面设置有锻金层。主波导腔可用来传输高功率 微波。副波导腔经过禪合孔35与主波导腔7实现阻抗匹配，用来提取滤波器寄生的多次谐 波及高次模微波能量，经过黏贴在两个盖板1上的吸收负载，将副波导腔提取的多次谐波 及高次模微波能量吸收，从而实现对多次谐波及高次模的抑制。
[0017] 所述的吸收负载12为横截面为=角形的=棱柱，所述的=棱柱由耐高溫的聚合 物制成的电磁性材料，所述的吸收负载12底面抹有高强度导热胶，然后将与矩形槽相对应 的吸收负载紧贴在盖板1上的凹槽11中。
[0018] 所述的各副波导腔间的间隔为3 / 4波导波长，即每相邻两个第一矩形孔列向上 轴间距为3 / 4波导波长。本发明采用相距四分之一波长整数倍的串联副波导腔来研制波 导谐波滤波器，运种滤波器的等效电路如附图4所示，通常，副波导腔间的间隔取1 / 4波 导波长是不够的，运是由于各副波导腔的祀合孔周围的边缘场相互作用，将会使滤波器的 性能变坏，其阻带响应出现=个衰减峰，两峰之间有比较低的衰减氏而不是所需要的单一 高衰减峰。
[0019] 由低通原型设计出的波导滤波器频率响应公式：
用波长表示，可写成：
式中峰苗、Igi和分别为阻带中必和阻带上下带边的波导波长。在波导谐波滤波器 中，用禪合孔把各副波导腔连接到特性导纳为Y的主波导腔上，各副波导腔都是特性导纳 为Yb的波导腔，其长度略小于半个波导波长。矩形禪合孔的长度为远小于半个自由空间波 长，并可近似看成与主波导相串联的电感。副波导腔和禪合孔组成的等效电路C。与H。环形 结构，如图4所示。然后在每个副波导腔末端加上吸收负载12,将禪合谐波及高次模的能量 转化成热能，通过波导壁散出。
[0020] 各禪合孔的电纳B可用该禪合孔上的磁化强度来近似确定。其表达式为：
式中a是副波导腔的宽度，b'是高度。若在厚度为r无限薄的壁上开一个长为i的截合 孔，I远小于半个自由空间波长。在一般情况下，当平不为无限薄J也不远小于半个自由空 间波长时，则有经验关系式：
式中驾为中必频率（脚=邱，沪=卿）时的自由空间波长，而为对应的波导波长。 每个副波导腔的谐振条件是：
L是副波导腔的长度。
[0021] 从主传输线看各副波导腔的电纳斜率参数激为：
其中
假定不随频率而变。经过理论计算并结合电磁场仿真，可知当副 波导腔和禪合口所应满足的条件的时候，副波导腔能够从主波导腔提取特定谐波或高次模 频率。
[0022] 本发明在组装时，如图1所示，首先再盖板1所有凹槽11中安装吸收负载12后， 将带有吸收负载12的一面紧扣在中间腔2上，其中，第=矩形孔与凹槽11相一一对应；然 后将中间腔2紧扣在上波导腔体3非禪合孔35所在面的端面上，并用螺钉9通过螺孔21 将盖板1、中间腔体3紧固在一起；同时将中间腔体3紧扣在下波导腔体4非禪合孔35所 在面的端面上，并用螺钉9通过螺孔21将另一组盖板1和中间腔体3紧固在一起，最后将 紧固好的上波导腔体3与一组盖板1、中间腔体3与、下波导腔体4与另一组盖板1、中间腔 体3通过螺钉9紧固在一起。
[0023] 本发明所设计的吸收式超大功率谐波滤波器具有如下有点：功率容量高，平均功 率容量可达IOOkWW上；体积相对小，重量轻、长宽高仅182mmx68. 3mmx83. 8mm，对于超大功 率发射机系统小型化有重要意义；端口采用标准BJ70波导法兰，便于安装；性能指标良好， 通过设置十二组大小渐变的副波导腔，实现同时对二、=、及四次谐波进行抑制，二次谐波 抑制度大于70地，=次谐波抑制度大于60地，四次谐波抑制度大于40地，极大降低了对接 受信道的干扰；采用禪合孔加载副波导腔结构，滤波器插入损耗小于0. 2地，通带驻波小于 1. 1，大大提高了滤波器功率容量，可广泛应用于各种高功率微波领域；综上，本发明结构简 单、新颖，安装紧凑，工艺难度小，加工方便；可靠性高，非常适合应用于高功率微波发射机。
【主权项】
1. 一种X频段超大功率吸收式谐波滤波器，其特征在于：包括上波导腔体和下波导腔 体，上波导腔体与下波导腔体扣合形成截面为长方形的主波导腔，主波导腔的两侧面分别 安装有波导法兰，所述上波导腔体与下波导腔体的外面，由里到外分别依次固定设置有形 状大小完全一样的中间腔体和盖板，所述的盖板、中间腔体和上、下波导腔体分别通过紧固 螺钉进行密封固定层状设置； 其中下波导腔体为一字型；所述的下波导腔体上设置有多个第一矩形孔，所述的多个 第一矩形孔沿下波导腔体程两排对称分布，所述的多个第一矩形孔的宽度相同，且所述的 第一矩形孔以设置在下波导腔体上正中间一排的两个第一矩形孔为轴两侧对称分布，向两 侧分布的第一矩形孔的长度依次变小；所述的第一矩形孔靠近主波导腔的一端向第一矩形 孔内延伸设置有延伸耳，由延伸耳围绕形成的孔为耦合孔； 所述的上波导腔体与下波导腔体对应面上对应设置有多个第二矩形孔，装配后，所述 的第二矩形孔的位置和第一矩形孔的位置为对应位置关系，且对应位置的第一矩形孔和第 二矩形孔的形状、大小均相同；所述的第二矩形孔靠近主波导腔的一端向第二矩形孔内延 伸设置有延伸耳，由延伸耳围绕形成的孔为耦合孔； 所述的中间腔体上设置有多个第三矩形孔，装配后，所述的第三矩形孔与第二矩形孔 对应设置，第三矩形孔的数目与第二矩形孔数量相同，对应位置的第三矩形孔的、大小、形 状与第二矩形孔的大小、形状完全相同； 所述的盖板上与中间腔体的接触面与设置在中间腔体的第三矩形孔相对应设置有凹 槽，所述的凹槽的槽面大小与第三矩形孔的孔面大小相同，且凹槽内设置有吸收负载； 所述的盖板上的凹槽与与之对应设置的第三矩形孔、第二矩形孔或第一矩形孔形成副 波导腔。2. 根据权利要求1所述的X频段超大功率吸收式谐波滤波器，其特征在于：所述的多 第一矩形孔分共为十二组，每组中第一矩形孔的孔径大小相同。3. 根据权利要求2所述的X频段超大功率吸收式谐波滤波器，其特征在于：所述每组 中孔径大小相同的第一矩形孔的个数为六个。4. 根据权利要求3所述的X频段超大功率吸收式谐波滤波器，其特征在于：所述的主 波导腔和副波导腔的内腔表面设置有镀金层。5. 根据权利要求4所述的X频段超大功率吸收式谐波滤波器，其特征在于：所述的吸 收负载为横截面为三角形的三棱柱，三棱柱底面大小与凹槽的槽口大小相同。6. 根据权利要求5所述的X频段超大功率吸收式谐波滤波器，其特征在于：所述的吸 收负载底面抹有高强度导热胶，然后将与矩形槽相对应的吸收负载紧贴在盖板矩形槽中。7. 根据权利要求6所述的X频段超大功率吸收式谐波滤波器，其特征在于：所述的各 副波导腔间的间隔为3 / 4波导波长，即每相邻两个第一矩形孔列向上轴间距为3 / 4波 导波长。
【专利摘要】本发明公开了一种X频段超大功率吸收式谐波滤波器，包括上波导腔体和下波导腔体，上波导腔体与下波导腔体扣合形成截面为长方形的主波导腔，主波导腔的两侧面分别安装有波导法兰，所述上波导腔体与下波导腔体的外面，由里到外分别依次固定设置有形状大小完全一样的中间腔体和盖板。本发明通过设置十二组大小渐变的副波导腔，实现同时对二、三、及四次谐波进行抑制，二次谐波抑制度大于70dB,三次谐波抑制度大于60dB，四次谐波抑制度大于40dB,极大降低了对接受信道的干扰；采用耦合孔加载副波导腔结构，滤波器插入损耗小于0.2dB,通带驻波小于1.1，大大提高了滤波器功率容量，可广泛应用于各种高功率微波领域。
【IPC分类】H01P1/212
【公开号】CN105428767
【申请号】CN201510837435
【发明人】刘海旭
【申请人】中国电子科技集团公司第二十七研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月26日