[发明专利]一种高抑制度小输入驻波谐波抑制滤波器的设计和实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高抑制度小输入驻波谐波抑制滤波器的设计和实现方法，特别是一种微波大功率谐波滤波器对高次谐波进行有效抑制的技术方法，本发明可实现对雷达等设备的发射机产生的四次谐波的抑制达到64dB以上，并可实现发射主频信号的小驻波输入和馈线系统损耗无明显增大。

背景技术

谐波抑制滤波器作为分离有用和无用信号的重要部件，其性能的优劣直接影响相关设备的工作运行质量。现在，谐波抑制滤波器已被广泛应用于微波、毫米波通信、微波导航、制导、遥测遥控、卫星通信以及军事电子对抗等多种领域。并对谐波抑制滤波器的要求也越来越高，高阻带抑制、低通带损耗、宽频带、高功率等成为主要技术指标要求。

谐波滤波器一般以在波导宽边开两排孔，窄边开一排孔为主，以解决对雷达二、三、四次谐波的吸收。该结构的滤波器对二、三、四次谐波的吸收效率通常递减10dB左右，要实现对四次谐波的有效吸收(60dB以上)，必须相应增加滤波器的长度和体积，增大器件的插入损耗。

发明内容

本发明针对谐波抑制滤波器高阻带抑制、小输入驻波的要求，采用在波导宽边开四排、窄边开两排的吸收孔同时在波导宽边按一定规律摆放聚四氟乙烯块对四次谐波进行高次模式的激发，使其更好地进入副波导被末端的吸收负载所吸收。以达到最佳吸收效果。对谐波抑制滤波器的首尾吸收孔采用宽边尺寸渐变的形式以减小谐波滤波器的输入驻波。

本发明为解决高阻带抑制、小输入驻波的技术问题所采用的技术解决方案分为两个部分：

1、为了实现高阻带抑制，在主波导宽边开4排、窄边开2排、120列矩形孔尺寸为16*6共1440个小孔作为吸收谐波的副波导的输入口，并加工一定数量聚四氟乙烯材质的圆形介质块(反面有一定高度的凸台)，按照一定的规律胶黏于主波导的一侧宽边上(凸台嵌于副波导内)用于提高高阻带抑制性能(附图2)，同时高阻带抑制性能还须有高效能的谐波吸收负载与之匹配，采用常规负载一般要35mm以上，本发明采用两片负载叠加的结构形式大大的减短了负载长度，只需20mm左右就能达到预期目的(附图3)。降低了加工难度、成本，相应的减小了谐波抑制滤波器的体积。

2、为了实现小输入驻波，采用吸收孔宽边渐变的形式减小谐波滤波器的输入驻波(附图3)。为实现高阻带衰减需有足够的微波传输长度，相应的增加了加工和调试难度及成本，本发明采用了介质块调配技术，即吸收孔首尾渐变的形式，可实现谐波抑制滤波器的小输入驻波时高阻带衰减性能。本发明可以减小加工难度和成本，并减少生产后期调试中需同时兼顾高阻带衰减、小输入驻波、小主频损耗等多种要求带来的谐波抑制滤波器调试工作程序复杂度和工作量，通过以上技术可实现谐波抑制滤波器的阻带衰减64dB以上，主频输入驻波小于1.15，主频损耗0.1dB。

附图说明

图1为高抑制度小驻波谐波抑制滤波器外形结构图；

图2为滤波器仿真结构图；

图3为滤波器内部介质块摆放以及吸收孔开孔形式示意图；

图4为副波导末端负载外形示意图。

具体实施方式

1、采用在波导宽边开四排、窄边开两排的吸收孔的结构形式。

2、针对谐波抑制滤波器高抑制度的要求，加工聚四氟乙烯介质块规格为φ30*5mm圆盘，反面加工有与吸收孔尺寸相对应的矩形凸台，同时按照所标QN281-2002聚四氟乙烯表面活化工艺规范对聚四氟乙烯进行表面活化处理以增加长期震动环境下胶结强度，提高器件可靠性。再将凸台处放置于吸收孔内，并用704胶结，一般放置于波导一侧宽边的中间两排孔内以谐波抑制滤波器长度方向上的中心位置为基点，左右相邻各摆放10个左右即能比较容易的获得高阻带衰减性能(附图3)。同时对副波导末端匹配负载进行了以下处理：根据吸收孔口径尺寸，使用铁氧体材料压模成大小适当(保留打磨余量)的楔形微波吸收片，同样方法制作一个尺寸略小于主负载的叠加负载，经多次打磨、测试(驻波小于1.05)，将二者用环氧树脂黏牢置于120°烘箱内烘干，保温3小时再整体放置于副波导末端用704胶黏，以达到减短负波导长度的目的(附图4)。

3、针对小输入驻波的要求，将过渡吸收孔的尺寸设计为7*6、8*6、9*6、10*6...16*6、16*6...16*6、16*6...10*6、9*16、8*16、7*16(mm*mm)，孔中心间距为7mm，首尾渐变的方式开孔共12排120列，内孔边缘倒0.5mm角(附图3)。加工后无需作任何调试就可以实现小输入驻波还保证了高功率工作时的可靠性。