加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器，包括左右两个空气谐振腔，里面对称放置有两个同轴探针，两个空气谐振腔之间设置有一个长形空气谐振腔，长形空气谐振腔内依次设置有第一金属块、第二金属块、第三金属块、第四金属块和第五金属块，金属块之间设置有金属微扰柱。本实用新型专利技术具有结构紧凑、相比消失模波导滤波器阻带更宽、带内插损低以及可靠性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器
本技术涉及一种具有功能耦合结构的带通滤波器，特别是一种加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器。
技术介绍
高次谐波是微波滤波器的固有属性，在实际工程应用中，谐波的存在对通讯网络有很大的危害。因此，如何有效抑制滤波器的谐波以及寄生通带一直是微波滤波器研究的热点之一。消失模波导滤波器以其结构紧凑、带外抑制度高、带内插损低以及可靠性高等优点而被广泛应用于卫星通信、电子对抗等领域。消失模波导滤波器较传统空腔滤波器最显著的特点是宽阻带和体积小，但是在有些情况下，其阻带宽度并不能满足要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器。实现本技术的技术方案为：一种加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器，包括左右两个空气谐振腔，两个空气谐振腔中对称放置有两个同轴探针，两个空气谐振腔之间设置有一个长形空气谐振腔，长形空气谐振腔内依次设置有第一金属块、第二金属块、第三金属块、第四金属块和第五金属块，金属块之间设置有金属微扰柱。与现有技术相比，本技术的显著优点为：本技术通过在消失模波导滤波器基础上加载金属微扰柱的方式，在对谐振频率几乎没有影响的前提下，拓宽了其阻带宽度，同时具有消失模波导滤波器带外抑制度高、带内插损低以及可靠性高等优点。附图说明图1是Ku波段消失模波导滤波器的结构示意图。图2是本技术对称加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器的结构示意图。图3是本技术不对称加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器的结构示意图。图4是本技术带尺寸的正视结构示意图。图5是本技术带尺寸的俯视结构示意图。图6是本技术消失模波段滤波器的宽频带S参数仿真结果示意图。图7是本技术对称加载金属微扰柱时滤波器的S参数仿真结果示意图。图8是本技术不对称加载金属微扰柱时滤波器的S参数仿真结果示意图。图9是本技术实物图的S参数窄带测量结果示意图。图10是本技术实物图的S参数宽带测量结果示意图。具体实施方式结合图1，一种加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器，包括左右两个空气谐振腔，里面对称放置有两个同轴探针7，两个空气谐振腔之间设置有一个长形空气谐振腔，长形空气谐振腔内依次设置有第一金属块1、第二金属块2、第三金属块3、第四金属块4和第五金属块5，金属块之间设置有金属微扰柱6。金属微扰柱有对称加载和不对称加载两种方式；结合图2，对称加载方式是在第一金属块1、第二金属块2之间以及第四金属块4、第五金属块5之间设置金属微扰柱6，或者是在第二金属块2、第三金属块3之间以及第三金属块3、第四金属块4之间设置金属微扰柱6；结合图3，不对称加载方式是在第一金属块1、第二金属块2之间以及第三金属块3、第四金属块4之间设置金属微扰柱6；或者是在第一金属块1、第二金属块2之间以及第二金属块2、第三金属块3之间设置金属微扰柱6。下面结合具体实施例和附图对本专利技术进行详细说明。实施例结合图1，一种Ku波段消失模波导滤波器8，包括左右两个空气谐振腔，里面对称放置两个同轴探针7，谐振腔间放置一个长形空气谐振腔，并在中间从左到右依次设置第一金属块1、第二金属块2、第三金属块3、第四金属块4和第五金属块5。谐振器间通过空载段波导耦合，且耦合性质为电感耦合。如果在谐振器间的空载段波导内加载尺寸和容性金属块相比很小的金属柱，那么其对谐振器的谐振频率几乎没有影响，只是改变了谐振器间的耦合结构。结合图2、图3，一种加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器，包括对称加载和不对称两种方式，对称加载方式在第一金属块1、第二金属块2和第四金属块4、第五金属块5之间或第二金属块2、第三金属块3和第三金属块3、第四金属块4之间加载两个金属微扰柱6；不对称加载方式在第一金属块1、第二金属块2和第三金属块3、第四金属块4之间或第一金属块1、第二金属块2和第二金属块2、第三金属块3之间加载两个金属微扰柱6。为了使加载金属微扰柱前后谐振器间的耦合强度不变，随后对加载金属微扰柱的两个金属块之间的距离稍作调整。本实施例设计了一个中心频率为12.5GHz，相对带宽4％的加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器。结合图1，给出了Ku波段消失模波导滤波器仿真模型示意图，滤波器两端的输入输出耦合波导与消失模波导等高，并由同轴探针激励耦合波导中的模式。结合图6，给出了消失模波段滤波器的宽频带S参数仿真结果，图中S11为反射系数，S21为传输系数，从图中可以看出滤波器的阻带至21GHz处谐波开始突起，随后在21.8GHz处以及22.8GHz附近处也均有谐波突起。结合图2，在消失模波导滤波器的基础上，以在第二金属块2、第三金属块3和第三金属块3、第四金属块4之间加载微扰柱为例给出了仿真模型示意图。结合图7，实线代表金属微扰柱加载在第二金属块2、第三金属块3和第三金属块3、第四金属块4之间时滤波器Ⅰ的S21，虚线代表金属微扰柱加载在第一金属块1、第二金属块2和第四金属块4、第五金属块5之间时滤波器Ⅱ的S21。从仿真结果看，两种加载方式在整个阻带范围内S21基本均在-20dB以下。与原滤波器仿真结果对比发现，加载金属微扰柱后的滤波器均有效地抑制了21GHz处、21.8GHz处以及22.8GHz处的谐波突起。但是由于金属微扰柱的影响，滤波器Ⅰ在18.5GHz附近处S21略有突起，其S21仍可达到-30dB。而滤波器Ⅱ在19GHz附近处S21也略有突起，其值为-16dB。结合图3，以在第一金属块1、第二金属块2和第三金属块3、第四金属块4之间加载金属微扰柱为例给出了仿真模型示意图。结合图8，实线代表金属微扰柱加载在第一金属块1、第二金属块2和第二金属块2、第三金属块3之间时滤波器III的S21，虚线代表金属微扰柱加载在第一金属块1、第二金属块2和第三金属块3、第四金属块4之间时滤波器IV的S21。从仿真结果看，从图中可知滤波器Ⅲ和滤波器Ⅳ的阻带S21曲线相似，且在阻带内也都成功地将原滤波器在21GHz处、21.8GHz处以及22.8GHz处的S21压制在-40dB以下，整个阻带范围内S21也均在-25dB以下。结合图4、图5，给出了滤波器I的结构参数。l1为两端耦合波导的长度，w1为其宽度，h1为其高度；h2为同轴探针的高度；d3为同轴探针的中轴到耦合波导边缘的距离；l2为消失模波导的长度，w2为其宽度，h1为其高度；wy为所有金属块的长度，hz为所有金属块的高度，wx1为第一金属块1、第五金属块5的宽度，wx2为第二金属块2、第四金属块4的宽度，wx3为第三金属块3的宽度；d1为第一金属块1、第二金属块2和第四金属块4、第五金属块5之间距离，d1为第二金属块2、第三金属块3和第三金属块3、第四金属块4之间的距离；a为微扰柱的长、宽，h3为其高度。各参数值具体如下：l1＝17，l2＝59.6，w1＝13，w2＝9，wy＝6，wx1＝2.14，wx2＝2.32，wx3＝2.34，h1＝5，h2＝3.1，h3＝2，hz＝3.2，d1＝9.9，d2＝12,d3＝5.4,a＝1。结合图9、图10，给出了加载金属微扰柱的滤波器Ⅰ的窄带和宽带S参数测量结果。结合图9，从仿真结果看，滤波器的带内插损在0.6dB左右，带内测量S11在-16dB以下，滤波器的中心频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器，其特征在于，包括左右两个空气谐振腔，两个空气谐振腔中对称放置有两个同轴探针，两个空气谐振腔之间设置有一个长形空气谐振腔，长形空气谐振腔内依次设置有第一金属块、第二金属块、第三金属块、第四金属块和第五金属块，金属块之间设置有金属微扰柱。

【技术特征摘要】
1.一种加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器，其特征在于，包括左右两个空气谐振腔，两个空气谐振腔中对称放置有两个同轴探针，两个空气谐振腔之间设置有一个长形空气谐振腔，长形空气谐振腔内依次设置有第一金属块、第二金属块、第三金属块、第四金属块和第五金属块，金属块之间设置有金属微扰柱。2.根据权利要求1所述的加载金属微扰柱的宽阻带带通滤波器，其特征在于，金属微扰柱有对称...

【专利技术属性】
技术研发人员：何柳，陈正，钟兴建，屈德新，从益凤，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32