[发明专利]窄带FSS滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种波导滤波器，具体地说，是涉及一种窄带FSS滤波器。

背景技术

2006年，Rosa-Maria Barrio-Garrido等人报道了一种紧凑型波导滤波器[IEEE MTT-S International Microwave SymposiumDigest，June 2006，pp 250-253]。该滤波器由几个金属谐振膜片串接而成。滤波器的传输响应通过金属膜片上的耦合孔在谐振腔横截面上的位置和尺寸加以控制。由于这种金属膜片谐振腔与相连接的波导之间的耦合比较强，这种结构只适合于宽带滤波器，难以做成相对带宽低于10％的窄带滤波器。

发明内容

本发明的目的是提供一种窄带FSS滤波器，增加带外抑制，提高性能，简化加工过程，降低加工难度，降低加工成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

窄带FSS滤波器，包括波导、谐振金属膜片和耦合金属膜片，其特征在于，所述谐振金属膜片和耦合金属膜片沿波导纵向交替设置，其中，耦合金属膜片上设有窄耦合孔，谐振金属膜片上设有宽耦合孔。

所述窄耦合孔的宽度小于其高度至少0.1mm。

所述宽耦合孔的宽度大于其高度至少0.1nm。

所述相邻耦合金属膜片和谐振金属膜片之间的连接波导在纵向的长度至少比波导宽度的三分之一还小0.1mm。

所述窄耦合孔为矩形。

所述宽耦合孔为矩形。

所述宽耦合孔的左右两面可延伸到波导左右侧壁，使得宽耦合孔的宽度等于波导横截面宽度。

所述窄耦合孔的底面可延伸至波导下壁，使该耦合孔高度等于波导内腔高度。

本发明与现有技术最大的区别在于，波导腔内的谐振金属膜与耦合金属膜片交替设置。谐振金属膜片为“凹”型膜片，其上的宽耦合孔只在其上边沿与波导的宽边内壁相连。此时，宽耦合孔的下边沿与波导底面的距离为一个可变化的参数，这就为整个滤波器的设计增加了一个参数，使得设计更加灵活。同时，在波导内各谐振金属片之间设置耦合金属膜片。耦合金属膜片上面均设有窄耦合孔。所有宽耦合孔和窄耦合孔的上边沿与波导的宽边内壁相连。窄耦合孔的高度大于其宽度。为保证本发明的性能，谐振金属膜片与耦合金属膜片之间的连接波导在纵向的长度应小于波导宽度的二分之一。

本发明具有以下特点：

一.本发明中谐振腔与外界的耦合度可以通过缩小窄耦合孔的宽度来减小，从而构成窄带滤波器，获得良好的窄带滤波特性，并且带外抑制比普通直接耦合腔滤波器更好。

二.与普通的直接耦合腔滤波器相比，本发明由于采用了FSS膜片，在获得高性能的前提下，外型尺寸更加紧凑，有利于微波电路系统的小型化设计。

三.与普通的直接耦合腔滤波器相比，在相对带宽很窄的情况下，要求滤波器中的耦合金属膜片上的窄耦合孔的宽度很小。该滤波器通过铣切加工时，要求采用很细的铣刀。本发明减小了耦合孔的高度，加工耦合孔时不需要加工至矩形波导底部，可以减小铣刀弯曲带来的加工误差，更好地保证加工精度。

四.增加了设计参数的数目，使设计更加灵活。

五.采用本发明所述技术方案，不仅可以实现宽带滤波，还可以实现窄带滤波，在实现窄带滤波时，其通带相对带宽可以达到5％以下。

本发明可广泛用于各微波波段的电子系统中，特别是雷达、天馈系统、导弹制导、通信等军事及民用领域。

附图说明

图1为本发明-实施例一的结构示意图。

图2为图1的A-A向结构示意图。

图3为图1中谐振金属片的结构示意图。

图4为图1中耦合金属片的结构示意图。

附图中标号对应名称：1-矩形波导，2-谐振金属膜片，3-耦合金属膜片，4-窄耦合孔，5-宽耦合孔。

具体实施方式

实施例一

如图1和图2所示，窄带FSS滤波器，包括波导1、谐振金属膜片2和耦合金属膜片3，其中，谐振金属膜片2和耦合金属膜片3交替设置于波导1腔内，并与波导1的上下左右四个面的内壁相连，谐振金属膜片2和耦合金属膜片3之间的连接波导在纵向的长度小于波导宽度的三分之一。如图5所述谐振金属膜片2上设有只在波导1横截面的一个方向上与波导内壁连接的宽耦合孔5，使谐振金属膜片2形成一个凹形的金属膜片，宽耦合孔的宽度大于其高度；如图6所述耦合金属膜片3上设有只在波导1横截面的一个方向上与波导内壁连接的窄耦合孔4，使耦合金属膜片3也形成一个凹形金属膜片，该窄耦合孔的宽度小于其高度。

本发明中，谐振金属膜片2和耦合金属膜片3上的窄耦合孔4和宽耦合孔5的尺寸可根据实际需要改变。通过上述实施例，可以看出，本发明能够在带宽相对较窄的范围内满足通带内插损低、通带外抑制高以及外观紧凑的设计要求。本发明具有设计灵活、结构简单、加工方便的特点，主要用于各种微波波段的电子系统中，特别是雷达、天馈系统、导弹制导、通信等军事领域和民用领域。