专利名称：用于屏蔽室的超宽带信号线滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及滤波器，具体地说，涉及一种超宽带微波实验屏蔽室或屏蔽暗室使用的信号线滤波器。
另一方面，现有的屏蔽室信号线滤波器都属于采用电感元件、电容器、电阻器等集中参数元件组成的滤波网络，当频率高达40GHz时，这些元件的引线电感和分布电容变得很大，致使电感元件的感抗趋近0值，而电容器感抗却趋向于无穷大，从而完全失去滤波作用。
积极研发能够适用于40GHz或更高频率条件的屏蔽室信号线滤波器已是急待解决的课题。例如，国内最大的滤波器生产厂家—常州坚力滤波器厂2000年度产品目录上，记载了一种信号滤波器，该滤波器仍属普通LC滤波器，其最高使用频率仅为10GHz。另外，信息产业部898厂1999年产品样本上记载一种信号线滤波器，该滤波器采用磁性材料—铁氧体管制成，虽属于吸收式滤波器，但其最高使用频率仅为1GHz，且该滤波器的插入损耗小于10dB。这些都远不能满足目前屏蔽室对毫米波干扰信号的滤波要求。
就信号线滤波器而言，可有反射型和吸收型两种。常见的反射型滤波器如LC滤波器，是由电感元件和电容器构成的一节或多节的H型、T型、Γ型滤波器，它将有用信号功率输送到主体设备，如屏蔽室或屏蔽暗室，并可使干扰信号被大大衰减。吸收型滤波器借助滤波器的介电损耗和磁损耗将干扰信号转变为热量，从而消耗掉不希望传输的干扰信号。一般来说，采用集中参数的LC滤波器可以衰减掉10GHz以下的干扰信号，而对于频率更高，比如40GHz的信号，会因电感元件的分布电容及电容器的分布电感而导致这种LC滤波器性能的急剧下降，甚至失效。
为实现上述目的，本实用新型提出一种用于屏蔽室的超宽带信号线滤波器，包括串联连接的低频段LC滤波器与高频段吸收式滤波器，所述低频段LC滤波器作为整个滤波器的输入端；其特征在于，所述高频吸收式滤波器为同轴线结构，所述同轴线内、外导体间交替地布置有高磁损耗部件和高介电损耗部件，并且高磁损耗部件沿同轴线的径向充满内、外导体之间的空间，而高介电损耗部件为一薄环，其外径等于同轴线外导体的内径，并且所述薄环的内、外壁均被银；所述多个如此交替布置的单元串联组成多节“П”型高频同轴滤波器。
采用具有上述结构的本实用新型超宽带信号线滤波器，因其采用组合式结构，使得它具有从10KHz至40GHz的超宽带使用频率范围。具体地说，采用集中参数LC信号线滤波器抑制10KHz-3MHz的干扰信号，而分布参数同轴吸收式滤波器用来抑制3MHz-40GHz的干扰信号。由于低频段采用集中参数LC信号线滤波器，从而可使整个滤波器的阻抗与信号源的阻抗匹配，可尽量减小对有用信号的损耗，而对杂散干扰信号可使其返回干扰源。另一方面，高频段分布参数同轴吸收式滤波器，其中交替布置的磁、电损耗部件可吸收高频干扰信号，将其变为热能散发掉，实质上等效于吸收掉干扰信号能量，不使其返回电路中。此外，在频率很高时，这种吸收干扰能量的功能还表现出可以防止电路谐振的功效。
采用本实用新型的滤波装置，可以滤除信号线的干扰，在从10KHz-40GHz的整个频率范围内，其插入损耗均可达100dB以上。
如
图1所示，本例中的LC滤波器5由两节LC电路组成滤波网络，两节的差模电感L1、L2彼此串联，而构成它们的电容器C1-C3互相并联，其中电容器C2使两节滤波器彼此耦合。
再参照图1并结合图2(a)和(b)，本例中的高频吸收式滤波器6具有同轴线结构。在同轴线的内导体3与外导体4之间交替地布置高磁损耗铁氧体环1和高介电损耗的钛酸钡环2。其中，铁氧体环1沿同轴线的径向充满内、外导体之间的空间，它具有等效电感的作用；而钛酸钡环2的外径等于同轴线外导体的内径，其厚度在1-2mm间，具有等效电容器的作用。另外，所述钛酸钡环2的内、外壁均被银，以增大它的分布电容。
上述低频段与高频段滤波器的组合结构可大大衰减10KHz-40GHz超宽频带的杂散信号。
图2(a)和(b)以示意的方式示出，本例中的高频段同轴滤波器包括9组交替布置的单元，它们依次串联，组成9节“П”型滤波器。应予说明的是，本领域的技术人员容易理解，上述9节结构的“П”型滤波器只是举例，事实上，所述高频段同轴滤波器6的“П”型滤波单元的节数可由所需插入损耗决定，譬如可在5至11节之间选择。
如图2(b)所示，本例中的外导体4呈正六边形轮廓，并由铜制成。
采用上述举例结构的信号线滤波器，可达到以下技术指标在抑制频率范围10KHz-40GHz内，该超宽带信号线滤波器的插入损耗不低于100dB。
作为比较，下面的表1和表2分别示出现有信号线滤波器和本举例超宽带信号线滤波器各自的电气性能。
表1 现有电源滤波器电气性能指标
表2 本实施例电源滤波器电气性能指标
由以上对比可见，采用本实用新型的超宽带信号线滤波器，其抑制频率范围超过现有信号线滤波器，并且其插入损耗可达到100dB以上。
权利要求1.一种用于屏蔽室的超宽带信号线滤波器，包括串联连接的低频段LC滤波器与高频段吸收式滤波器，所述低频段LC滤波器作为整个滤波器的输入端；其特征在于，所述高频吸收式滤波器为同轴线结构，所述同轴线内、外导体间交替地布置有高磁损耗部件和高介电损耗部件，并且高磁损耗部件沿同轴线的径向充满内、外导体之间的空间，而高介电损耗部件为一薄环，其外径等于同轴线外导体的内径，并且所述薄环的内、外壁均被银；所述多个如此交替布置的单元串联组成多节“П”型高频同轴滤波器。
2.如权利要求1所述用于屏蔽室的超宽带信号线滤波器，其特征在于，所述高磁损耗部件为铁氧体环(1)，并且所述高介电损耗部件为钛酸钡环(2)。
3.如权利要求1或2所述用于屏蔽室的超宽带信号线滤波器，其特征在于，所述高频同轴线吸收式滤波器(6)包括5至11节依次串联的“П”型滤波单元。
专利摘要用于屏蔽室的超宽带信号线滤波器,包括串联连接的低频段LC滤波器,用来抑制10KHz—3MHz的干扰,还包括高频段吸收式滤波器,用来抑制3MHz—40GHz的干扰;低频段LC滤波器作为整个滤波器的输入端。高频吸收式滤波器为同轴线结构,同轴线内、外导体间交替地布置有高磁损耗部件和高介电损耗部件,并且高磁损耗部件沿同轴线的径向充满内、外导体之间的空间,而高介电损耗部件为一薄环,其外径等于同轴线外导体的内径,并且所述薄环的内、外壁均被银;多个如此交替布置的单元串联组成多节“∏”型高频同轴滤波器。本实用新型的超宽带信号线滤波器在整个10KHz—40GHz使用频率范围内的插入损耗均可达100dB。
文档编号H03H7/01GK2504828SQ0126617
公开日2002年8月7日 申请日期2001年11月9日 优先权日2001年11月9日
发明者王志铎, 周开基, 崔鹏飞, 王国玉, 江伟明, 赵刚, 文之和 申请人:中国船舶重工集团公司第七研究院第七○一研究所, 中国人民解放军63880部队