本发明涉及一种波导滤波器，尤其涉及一种消失模波导高通滤波器。
背景技术：
高通滤波器是一种频率响应为低端截止、高端通过形式的滤波器，广泛的运用于各种通信或者雷达系统中。在频率较高的微波或者毫米波频段，波导形式的高通滤波器被广泛的运用于低本振的电子系统前端，用于滤除本振信号的反向辐射和对镜像频率信号的抑制。
常见的波导高通滤波器主要包括宽带带通滤波器和消失模高通滤波器这两种形式。超宽带的波导带通滤波器如果没有零点，则带外抑制不够好；如果采用带零点设计，则宽带带通滤波器带内很容易因为高次模产生谐振，在谐振处会严重恶化系统的性能。另外波导宽带带通滤波器对加工尺寸要求较高，因而成本也相对较高。消失模波导高通滤波器采用一段宽边较小的矩形波导（消失模波导），矩形波导的宽边长小于需要抑制频率波长的1/2,矩形波导的截止频率高于所要抑制频率，实现高通滤波器的功能。该形式的高通滤波器由于没有窗口隔墙，因而较容易加工，且插损很小。但是该种形式的高通滤波器没有带外传输零点，滤波器的阶数由波导的长度决定，增加带外抑制只能依靠增加波导长度实现，不利于高通滤波器的小型化。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种带有传输零点的消失模波导高通滤波器，其可在不增加波导长度的情况下，通过传输零点增加带外抑制。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种消失模波导高通滤波器，包括消失模波导以及分别与消失模波导两端连接的两个作为输入输出端口的耦合波导；在至少一个耦合波导上连接有一个用于提供带外传输零点的谐振腔，该谐振腔的谐振频率在所述消失模波导高通滤波器的阻带范围内。
优选地，所述两个耦合波导上分别连接有一个所述谐振腔，且两个谐振腔的谐振频率不同。从而可为滤波器增加多个传输零点。
优选地，所述谐振腔连接于其所连接耦合波导的侧面，且相对于其所连接耦合波导的信号传输方向垂直设置。或者，所述谐振腔连接于其所连接耦合波导与消失模波导相连的端面上，且相对于其所连接耦合波导的信号传输方向平行设置。
为了便于调节传输零点位置，进一步地，所述谐振腔上设置有用于调节其谐振频率的调谐部件。
优选地，所述调谐部件为可插入所述谐振腔的调谐螺钉。
进一步优选地，所述调谐螺钉设置于所述谐振腔的中心位置。
优选地，所述消失模波导高通滤波器为整体成型工艺制造。
优选地，所述消失模波导与耦合波导之间通过台阶状匹配结构连接。
优选地，所述消失模波导高通滤波器还包括波导转弯结构。
相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：
本发明通过在消失模波导高通滤波器的端口上增设谐振腔，在不增加波导长度的情况下，用该谐振腔的零点效应实现该高通滤波器的传输零点，增加带外抑制，同时也降低该高通滤波器的插损。
附图说明
图1为本发明消失模波导高通滤波器第一个具体实施例的结构示意图；图中包含：1、耦合波导，2、耦合波导，3、谐振腔，4、匹配结构，5、匹配结构，6、波导转弯结构，7、消失模波导；
图2为图1消失模波导高通滤波器的侧视图；
图3为图1消失模波导高通滤波器的等效电路图；
图4为图1消失模波导高通滤波器谐振腔部分的结构透视图；
图5为图1消失模波导高通滤波器的频率响应特性曲线；
图6为本发明消失模波导高通滤波器第二个具体实施例的结构示意图；
图7为本发明消失模波导高通滤波器第三个具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
针对现有技术不足，本发明的思路是通过在消失模波导高通滤波器的端口上增设谐振腔，在不增加波导长度的情况下，用该谐振腔的零点效应实现该高通滤波器的传输零点，增加带外抑制，同时也降低该高通滤波器的插损。
具体而言，本发明的消失模波导高通滤波器，包括消失模波导以及分别与消失模波导两端连接的两个作为输入输出端口的耦合波导；在至少一个耦合波导上连接有一个用于提供带外传输零点的谐振腔，该谐振腔的谐振频率在所述消失模波导高通滤波器的阻带范围内。
通常只要为滤波器设置一个传输零点即可，但也可以为滤波器设置一个以上的传输零点，以更有效地增加带外抑制能力，例如，所述两个耦合波导上分别连接有一个所述谐振腔，且两个谐振腔的谐振频率不同，从而可为滤波器增加多个传输零点。
谐振腔的设置可采用多种不同方式，优选地，所述谐振腔连接于其所连接耦合波导的侧面，且相对于其所连接耦合波导的信号传输方向垂直设置。或者，所述谐振腔连接于其所连接耦合波导与消失模波导相连的端面上，且相对于其所连接耦合波导的信号传输方向平行设置。在这两种方案中，由于后者不会增加滤波器垂直方向的尺寸，结构更紧凑，因此本发明优选后者。
谐振腔的结构决定了其谐振频率，常规的谐振腔一旦设计制造出来，则传输零点位置也就固定下来，为了可以灵活调节传输零点位置，还可以进一步在所述谐振腔上设置用于调节其谐振频率的调谐部件。所述调谐部件优选为可插入所述谐振腔的调谐螺钉，最好设置于所述谐振腔的中心位置。
为了便于公众理解，下面以几个具体实施例并结合附图来对本发明的技术方案进行进一步详细说明：
图1显示了第一个实施例的基本结构，本实施例的消失模波导高通滤波器工作于Ku波段，运用于卫星通讯系统的前端，用于滤除镜像信号，减小系统的干扰。如图1所示，该消失模波导高通滤波器包括作为滤波器输入端口和输出端口的耦合波导1、耦合波导2以及位于输入、输出端口之间的消失模波导7，耦合波导1和耦合波导2都是标准的矩形波导BJ120；图中的4、5分别为连接消失模波导7与耦合波导1、2的匹配结构，本实施例中的匹配结构4、5均为台阶状匹配结构，以实现端口标准波导和滤波器内部消失模波导之间的匹配，实现较好的回波特性；滤波器内部的消失模波导7的界面尺寸较小，其截止频率高于需要抑制频带的最高频率；为了满足性能指标要求，本实施例的消失模波导高通滤波器设置有波导转弯结构6，其采用常规的波导转弯结构（需要指出的是：波导转弯结构并非必需）。如图1所示，在耦合波导1与消失模波导7连接的端面上连接有一个与耦合波导1的信号传输方向平行的谐振腔3，谐振腔3的谐振频率在所述消失模波导高通滤波器的阻带范围内，具体的谐振频率可根据实际需要设置在要抑制的频率附近。
图2为图1消失模波导高通滤波器的侧视图。
图3为图1消失模波导高通滤波器的等效电路图，如图3所示，谐振腔3相当于在传输线上并联一个接地的谐振器，由电路理论可知，谐振频率附近的频率信号全反射，不能通过，而频率离谐振频率较远的信息则完全通过。
图4为图1消失模波导高通滤波器谐振腔部分的结构透视图，可以看到谐振腔3和消失模波导7的口径尺寸均小于耦合波导1的口径尺寸，因此可同时集成于耦合波导1的同一个端面，一方面便于加工，另一方面由于其方向与耦合波导1平行（而不是垂直），不占用额外的体积，有效减小了高通滤波器的体积。
图5为该Ku波段高通滤波器的频率响应特性曲线。该波导高通滤波器结构要求十分紧凑，整个尺寸要求长度小于40mm，高度小于18mm。性能要求通带13.75GHz—14.6GHz，带外DC—12.8GHz 要求带外抑制大于35dB。若采用普通的波导高通滤波器，则在如此小的体积内完全不能实现该要求。根据图5可知，本实施例的消失模波导高通滤波器完全可满足以上性能要求，同时结构尺寸也满足要求。该高通滤波器结构上可通过整体成型工艺实现由一块金属零件加工而成，便于加工生产，有利于降低生产成本。
图6显示了本发明的第二个实施例。如图6所示，本实施例将两个谐振腔以垂直的方向分别连接在该高通滤波器的输入端口和输出端口，同样可以实现带零点的高通滤波器。如果只在其中一个端口处加一个谐振腔，或者在两个端口加两个谐振频率相同的谐振腔，则可以形成一个零点；若在两个端口各加一个谐振频率不同的谐振腔，则可以形成两个传输零点。本实施例其余部分的结构以及工作原理均与上一实施例相同，此处不再赘述。然而，相比较图1的平行方向谐振腔，采用本实施例中垂直方向的谐振腔，所占体积更大，且加工更加困难，因此最好采用平行方向的谐振腔。
图7显示了本发明的第三个实施例。与图1结构类似，本实施例在作为输入输出端口的其中一个耦合波导上设置有一个平行方向的谐振腔，并且在该谐振腔的中心位置设置有一个可插入谐振腔内的调谐螺钉，通过该调谐螺钉可以调节谐振腔的谐振频率，进而实现调整传输零点的位置。该调谐螺钉相当于一个加载电容，该调谐螺钉进入谐振腔体越深，则谐振频率越低，相对应的由该谐振腔产生的传输零点则越低。
综上可知，本发明通过在消失模波导高通滤波器的输入端口和/或输出端口上设置简单的谐振腔结构，在不增加波导长度、满足结构紧凑要求的情况下，用该谐振腔的零点效应实现该高通滤波器的传输零点，增加带外抑制，同时也降低该高通滤波器的插损。此外，本发明技术方案结构简单，易于实现，具有良好的应用前景。