[发明专利]一种同轴低通滤波器

说明书

技术领域

本发明属于雷达、微波通信技术中的一种低通滤波器，特别是一种在高功率工作条件下可对高次谐波进行抑制的低通滤波器。

背景技术

滤波器是无线通信系统中不可缺少的器件之一，无线通信系统频率资源的紧缺对滤波器的指标要求越来越高。由于频谱越来越密集，相互之间的干扰也越来越明显，为了避免这种干扰，则需要具有超宽带高抑制特性的滤波器。传统的同轴低通滤波器结构包括套筒、设于套筒内的带高、低阻抗段的传输线(内导体)及分别与传输线两端通过针形连接头/孔连接的输入、输出接头。文献名为《Precise Design of Coaxial Low-Pass Filters(同轴低通滤波器的精确设计)》(“IEEE Transactions Microwave Theory and Techniques”，vol.MTT-16，pp.142-147，March 1968)所公开的技术即属于此类同轴低通滤波器；但该低通滤波器存在以下不足：其一，只适用于频率在3.0GHz以下时应用、其倍频程带宽仅2.3左右；其二，该同轴低通滤波器在高低阻抗传输线和接头之间没设阻抗匹配段、导致插入损耗很大，且传输线(高低阻抗线)的第一段直径必须与接头直径相同，否则将影响滤波器的性能。而在公告号为CN201039100Y、发明名称为《同轴型大功率低通滤波器-阻抗变换器》的专利文献中所公开的同轴低通滤波器、虽然在传输线两端与输入、输出接头之间增设了阻抗匹配段，但该同轴低通滤波器也只能工作在FM广播频段(88-108MHz)、倍频程带宽仅2.4左右，且其高低阻抗线之间采用螺纹连接、其同心度差，对性能影响较大，器件的装配难度大、成品率较低。因此，上述同轴低通滤波器存在倍频程带宽均低于2.5(仅2.3-2.4)、且当分别处于3.5GHz、108MHz以上的较高频段工作时，由于高次谐波的影响，其性能会急剧下降，甚至失去滤波功能等缺陷。

由于同轴低通滤波器在8GHz以上的高频段应用时，高次谐波对带外抑制性能影响很大。例如，采用上述传统方法设计的通带为DC～12.4GHz的同轴低通滤波器，当工作在17～23GHz范围内时，其高次谐波抑制度仅为55dB左右(图3即为该低通滤波器对高次谐波的抑制效果曲线图)，与高次谐波抑制度应＞75dB的要求差距较大；要提高其对高次谐波的抑制度、传统的方法是通过减小同轴低通滤波器中传输线的直径来实现，而传统同轴低通滤波器中的传输线一般采用铜或铝合金制作，当传输线的直径、特别是其中高(特性)阻抗传输段过细时，不但其加工难度大、而且会大幅度降低滤波器的功率容量；此外由于其材质钢性差、也将降低器件的强度、性能的稳定性和使用寿命。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，改进设计一种同轴低通滤波器，以有效抑制高次谐波对超宽带低通滤波器性能的影响；达到在确保高、低阻抗段的传输线具有足够强度的基础上、实现同轴低通滤波器6.5倍的倍频程带宽、提高器件的强度、功率容量、性能的稳定性和使用寿命，并降低器件的加工难度、提高产品的成品率等目的。