一种高矩形系数波导带通滤波器及其设计方法技术

本发明专利技术公开一种高矩形系数波导带通滤波器及其设计方法，包括膜片、波导谐振腔、圆柱销钉、波导腔，所述波导腔设置于所述高矩形系数波导带通滤波器的两端，所述波导谐振腔设置于所述波导腔之间，所述波导谐振腔设置有若干个，所述圆柱销钉对应设置在各所述波导谐振腔内，所述膜片设置在高矩形系数波导带通滤波器宽边两侧；本发明专利技术的滤波器不需增加滤波器级数，不采用非相邻谐振腔间的耦合，就具有良好的矩形系数，带外传输零点可以随意设置，如此可以减小滤波器的体积，降低加工难度，调试也比交叉耦合滤波器简单，容易大批量生产。

A waveguide bandpass filter with high rectangular coefficient and its design method

【技术实现步骤摘要】
一种高矩形系数波导带通滤波器及其设计方法
本专利技术涉及滤波器设计
，具体涉及一种高矩形系数波导带通滤波器及其设计方法。
技术介绍
由于信息产业和无线通信系统的蓬勃发展，微波频带出现相对拥挤的状态，为了合理利用频带资源，相关部门出台了更详细规定，分配到各类通信系统的频率间隔越来越密，这对微波、毫米波收发信机中前端无源器件的性能指标提出了更高的要求，比如更小的插入损耗降低系统对信号的衰减，更好的矩形系数以抑制各种干扰信号等。波导滤波器由于其插入损耗小、功率容量大、工作频段高、容易大批量生产等特点，在通信系统中得到广泛的应用。现有技术中提高滤波器矩形系数的有效方法是增加滤波器的级数，采用此方法滤波器的插入损耗相应增加，同时滤波器的重量也随着增加，这成为波导滤波器的设计难点之一。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
为解决上述技术缺陷，本专利技术采用的技术方案在于，提供一种高矩形系数波导带通滤波器，包括膜片、波导谐振腔、圆柱销钉、波导腔，所述波导腔设置于所述高矩形系数波导带通滤波器的两端，所述波导谐振腔设置于所述波导腔之间，所述波导谐振腔设置有若干个，所述圆柱销钉对应设置在各所述波导谐振腔内，所述膜片设置在高矩形系数波导带通滤波器宽边两侧。较佳的，所述圆柱销钉包括第二圆柱销钉，所述第二圆柱销钉设置在距所述波导腔最近的两所述波导谐振腔中，且偏离所述高矩形系数波导带通滤波器的中心线设置。较佳的，所述第二圆柱销钉高度尺寸不相同。较佳的，所述圆柱销钉还包括第一圆柱销钉，所述第一圆柱销钉设置在除距所述波导腔最近的两所述波导谐振腔外的其余所述波导谐振腔中，且所述第一圆柱销钉设置在所述高矩形系数波导带通滤波器的中心线位置处。较佳的，所述第一圆柱销钉设置成半径为0.8mm，高度为1.5mm的金属圆柱。较佳的，所述高矩形系数波导带通滤波器宽边两侧对称分布着厚度为1mm的所述膜片，所述膜片宽度从中间到两端逐渐变窄。较佳的，所述膜片外直角进行倒角处理，倒角圆半径为1mm。较佳的，一种所述高矩形系数波导带通滤波器的设计方法，包括步骤：S1，确定所述波导腔的横截面尺寸；S2，确定所述膜片的尺寸；S3，确定所述圆柱销钉的位置及尺寸；S4，确定所述波导谐振腔的长度；S5，建立初模型，进行优化，得到模型尺寸结果。与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：本专利技术的滤波器不需增加滤波器级数，不采用非相邻谐振腔间的耦合，就具有良好的矩形系数，带外传输零点可以随意设置，如此可以减小滤波器的体积，降低加工难度，调试也比交叉耦合滤波器简单，容易大批量生产；另外，其带内插入损耗与同阶数的切比雪夫波导销钉滤波器相比，基本相同。附图说明图1为所述高矩形系数波导带通滤波器的立体结构视图；图2为所述高矩形系数波导带通滤波器的结构俯视图；图3为所述高矩形系数波导带通滤波器的结构侧视图；图4为所述高矩形系数波导带通滤波器的仿真电性能曲线图；图5为所述高矩形系数波导带通滤波器的设计方法的流程图。图中数字表示：1-膜片；2-波导谐振腔；3-圆柱销钉；4-波导腔；31-第一圆柱销钉；32-第二圆柱销钉。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。实施例一如图1、图2、图3所示，图1为所述高矩形系数波导带通滤波器的立体结构视图；图2为所述高矩形系数波导带通滤波器的结构俯视图；图3为所述高矩形系数波导带通滤波器的结构侧视图；本专利技术所述高矩形系数波导带通滤波器包括膜片1、波导谐振腔2、圆柱销钉3、波导腔4，所述波导腔4设置于所述高矩形系数波导带通滤波器的两端，所述波导谐振腔2设置于所述波导腔4之间，所述波导谐振腔2设置有若干个，在本实施例中，如图1，所述波导谐振腔2包括从所述高矩形系数波导带通滤波器一端向另一端延伸的第一阶波导谐振腔、第二阶波导谐振腔、第三阶波导谐振腔、第四阶波导谐振腔、第五阶波导谐振腔，所述圆柱销钉3对应设置在各所述波导谐振腔2内，所述膜片1设置在高矩形系数波导带通滤波器宽边两侧。具体的，所述高矩形系数波导带通滤波器宽边两侧对称分布着厚度为1mm的膜片，其宽度从中间到两端逐渐变窄，依次为w3、w2、w1。所述膜片1外直角进行倒角处理，倒角圆半径为1mm。所述高矩形系数波导带通滤波器中间的所述膜片1连接左右两侧的所述波导谐振腔2，所述高矩形系数波导带通滤波器两端的所述膜片1连接起输入/输出功能的所述波导腔4与所述波导谐振腔2。如图2、图3所示，所述圆柱销钉3包括第一圆柱销钉31和第二圆柱销钉32，所述第一圆柱销钉31设置在第二阶波导谐振腔、第三阶波导谐振腔、第四阶波导谐振腔中，且所述第一圆柱销钉31设置在所述高矩形系数波导带通滤波器的中心线位置处；一般的，所述第一圆柱销钉31设置成半径为0.8mm，高度h为1.5mm的金属圆柱。所述第二圆柱销钉32设置在所述第一阶波导谐振腔、第五阶波导谐振腔中，且偏离所述高矩形系数波导带通滤波器的中心线设置，偏离距离设置为dx1、dx2，所述第二圆柱销钉32半径设置为0.8mm，所述第二圆柱销钉32高度分别设置为h1、h2，以对带外传输零点产生影响，提高滤波器的矩形系数。为了描述本专利技术的性能，将本实施例的所述高矩形系数波导带通滤波器在专业电磁场仿真软件中建立三维模型；如图4所示，图4为所述高矩形系数波导带通滤波器的仿真电性能曲线图；在图4中可看出，所述高矩形系数波导带通滤波器的通带为，f1至f2，带内驻波均小于-20dB，f01、f02为带外传输零点可达85dB，因此提高了滤波器的矩形系数，使其具有较好带外抑制。实施例二如图5所示，图5为所述高矩形系数波导带通滤波器的设计方法的流程图；本专利技术所述高矩形系数波导带通滤波器的设计方法，用于设计上述的高矩形系数波导带通滤波器，具体设计方法，包括以下步骤：S1，确定波导的尺寸——根据频率范围、结构限制的空间范围和最低频率下的主模传输要求，查找《标准矩形波导管数据》，确定金属波导管的截面尺寸；S2，确定膜片的尺寸——依据以下理论公式计算出每一阶膜片间的耦合，建立如图5中S2所示模型，改变膜片尺寸使模型的耦合值逼近对应的计算值，从而确定每一阶膜片的尺寸；S3，确定销钉的位置及尺寸——建立如图5中S3所示的模型，由带外传输零点的频率、抑制，通过改变销钉的位置以及尺寸使模型的传输零点逼近所需的传输零点，以此确定销钉的位置及尺寸；S4，确定谐振腔的长度——由步骤S2、S3得到的结果，建立如图5中S4所示模型，改变谐振腔的长度使该模型的传输系数的峰值所在的频率点逼近f0，由此来确定谐振腔的长度；S5，建立初模型如图1所示，进行优化，得到理想结果。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，对本专利技术而言仅仅是说明性的，而非限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高矩形系数波导带通滤波器，其特征在于，包括膜片、波导谐振腔、圆柱销钉、波导腔，所述波导腔设置于所述高矩形系数波导带通滤波器的两端，所述波导谐振腔设置于所述波导腔之间，所述波导谐振腔设置有若干个，所述圆柱销钉对应设置在各所述波导谐振腔内，所述膜片设置在高矩形系数波导带通滤波器宽边两侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种高矩形系数波导带通滤波器，其特征在于，包括膜片、波导谐振腔、圆柱销钉、波导腔，所述波导腔设置于所述高矩形系数波导带通滤波器的两端，所述波导谐振腔设置于所述波导腔之间，所述波导谐振腔设置有若干个，所述圆柱销钉对应设置在各所述波导谐振腔内，所述膜片设置在高矩形系数波导带通滤波器宽边两侧。


2.如权利要求1所述的高矩形系数波导带通滤波器，其特征在于，所述圆柱销钉包括第二圆柱销钉，所述第二圆柱销钉设置在距所述波导腔最近的两所述波导谐振腔中，且偏离所述高矩形系数波导带通滤波器的中心线设置。


3.如权利要求2所述的高矩形系数波导带通滤波器，其特征在于，所述第二圆柱销钉高度尺寸不相同。


4.如权利要求2所述的高矩形系数波导带通滤波器，其特征在于，所述圆柱销钉还包括第一圆柱销钉，所述第一圆柱销钉设置在除距所述波导腔最近的两所述波导谐振腔外的其余所述波导谐振腔中，且所述第一圆柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓丽，李磊，汪伟，冯文文，孟儒，郑治，丁禹翔，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34