[发明专利]一腔三模滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及微波滤波器或双工器技术领域。特别是基于一腔三模技术的一腔三模滤波器。

技术背景

多模技术在微波元件的设计中得到了广泛的应用。微波传输线中电磁场分布可以存在多种模式，每一种模式都可以用于实现一种独立谐振器。由于模式正交独立性，在一个物理腔内客观存在着多种独立的谐振器。目前技术普遍使用了其中一种模式谐振器，可以说是一种资源浪费。多模技术就是使得各个模式独立的谐振器实现了耦合。一个具有n模式谐振器的物理腔相当于n个单模式谐振器的物理腔。

发明内容

本发明提供一种体积小、生产成本低的一腔三模滤波器。

本发明解决技术问题采用的技术方案：一腔三模滤波器，其特征是：它至少包括立方体矩形波导谐振腔，立方体矩形波导谐振腔中有TE101，TE011，TE110三种模式，三种模式的谐振频率大小相等，立方体矩形波导谐振腔的腔内填充不导电介质材料，六面为导电面，边长为中心频率在该介质材料时波长的根号二分之一。

所述的立方体矩形波导谐振腔包括一个耦合窗，通过耦合窗使立方体矩形波导谐振腔与波导实现了耦合，外界信号能量通过波导输入，波导通过耦合窗在立方体矩形波导谐振腔激励起的主模式TE101或TE011或TE110中的任意一种。

所述的激励起的主模式TE101或TE011或TE110，取决于在立方体矩形波导谐振腔中六个面中的哪一个面开耦合窗。

所述的立方体矩形波导谐振腔的三个面上分别安装有3个调谐螺钉（4、6、8）；调谐螺钉用于微调模式的谐振频率；三个面分别于模式TE101、TE011和TE110的电场极化方向垂直。

所述的调谐螺钉位于谐振腔的表面的中心，并且垂直与立方体矩形波导谐振腔的表面，调谐螺钉与需要微调谐振频率模式的电场极化方向平行。

所述的TE101，TE011，TE110三种模式中，任意两种模式之间的耦合，通过在立方体矩形波导谐振腔适当的棱边上制造缺陷实现。

所述的立方体矩形波导谐振腔存在十二条棱边，具体选择在哪一条边上制造缺陷实现耦合，需要考虑互相耦合的模式电场极化方向，首先寻找两种模式电场同时垂直的四条棱边，根据正、负耦合的要求选择其中之一棱边，在该边的中点插入耦合螺钉，并且耦合螺钉需要同时和两种模式电场的极化方向形成45度角。

所述的立方体矩形波导谐振腔表面为金属，腔内填充不导电介质材料。

所述立方体矩形波导谐振腔内的所有导体材料表面为镀银层。

与现有的技术相比，本发明具有如下优点:

1：模式应用充分，节约了成本，并且谐振腔中谐振模式Q值高，使得滤波器，双工器插损低，适合接收设备前端使用；同时谐振腔功率容量高，适合高功率发射机的末端使用。

2：使用三模技术，体积和重量基本是目前单模技术的三分之一。更适合应用于对体积，重量要求较高的场合，如航天，军用领域。

3：由于在一个物理腔中存在三模式，使得三个模式间的耦合途径在一个腔内实现，更为方便。传统的单腔技术，每一个模式都是存在于一个物理腔中，模式间的耦合受到物理腔的空间布局限制。

4：模式间的耦合结构实现方便，可以采用耦合螺钉，或者切除耦合棱边的方法实现。耦合螺钉可以实现耦合微调，而切出边的耦合方法，功率容量较大。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1单腔三模的耦合实现；

图2A、图2B、图2C是模式间的另一种类型耦合结构；

图3是图1所获得的效果；

图4是双腔六阶带通滤波器；

图5是双腔六阶带通滤波器S参数；

图6是双腔六阶双通带滤波器；

图7是双腔六阶双通带滤波器S参数。

图中：1、波导；2、耦合窗；3、立方体矩形波导谐振腔；4、调谐螺钉；5、耦合螺钉；6、调谐螺钉；7、耦合螺钉；8、调谐螺钉。

具体实施方式

如图1所示，一腔三模滤波器，其特征是：它至少包括立方体矩形波导谐振腔3，立方体矩形波导谐振腔3中有TE101，TE011，TE110三种模式，三种模式的谐振频率大小相等，立方体矩形波导谐振腔3的腔内填充不导电介质材料，六面为导电面，边长为中心频率在该介质材料时波长的根号二分之一。