[发明专利]多模滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波器，更具体地说，涉及一种具有带通功能的多模滤波器。

背景技术

滤波器作为一种二端口网络，具有特定的频率选择特性，即让需要的频率信号顺利通过而对其他频率信号衰减抑制，目前广泛应用于雷达、广播、无线通信、测控系统等领域。滤波器性能的优劣直接影响整个微波系统，实际中时常需要使用具有高带外抑制性能的滤波器。通过在带外一定频率处引入衰减极点，即传输零点，可以为滤波器带来陡峭的带外抑制。两路或多路信号的相互抵消，是传输零点产生的物理原因。实现信号相互抵消的一种方法是在非相邻谐振器之间引入交叉耦合。引入交叉耦合结构以后，当一定频率的信号通过滤波器时，滤波器主路的相移与交叉耦合路径的相移相差180°，即相位相反，从而使得主路信号与交叉耦合路径的信号相互抵消，产生衰减极点。实现信号相互抵消的另外一种方法是在梯形网络的串联或并联支路中插入特有的零点激发元件(支节)，如极点提取技术，也称“零点腔”技术。

多模滤波器是滤波器小型化的技术途径之一。在一个腔内，可以存在数个谐振频率相等或者十分接近的模式，每一个模式相当于一个谐振回路，将这些模式耦合连接起来，便构成多模滤波器，这种滤波器较单模滤波器更为紧凑，具有广泛应用前景。目前，多模技术在波导、介质、微带等滤波器中已有大量研究，例如介绍波导滤波器多模技术中常用的模式及耦合的典型方法，也有采用对一个矩形介质谐振振子切角、使两个HE的极化简并模耦合，实现了双模滤波器，或者利用一种微带双模谐振单元，通过垂直的端口激励以及45°处的微扰，实现了两个正交模式耦合。

利用交叉耦合或“零点腔”技术产生零点，都需要额外引入耦合结构或者外加的腔体，使滤波器结构变的繁冗复杂。而多模滤波器都不可不避免需要加上微扰工艺及微扰的耦合结构，增加了加工工艺的难度。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种无线引入耦合结构或外加腔体即可形成“零点腔”、实现多模的多模滤波器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多模滤波器，包括谐振腔、设置在所述谐振腔侧壁上的输入端和输出端、置于所述谐振腔中的谐振子，所述输入端和输出端相互垂直，所述谐振腔侧壁上还设有分别与所述输入端和输出端共轴线的第一调谐杆和第二调谐杆，所述谐振子包括非金属材料制成的基板和附着在所述基板上的人造微结构，所述人造微结构为导电材料制成的具有几何图案的平面结构。

在本发明所述的多模滤波器中，所述谐振子包括相同且叠合在一起的两块基板，其中一块基板的面向另一块基板的表面上附着有所述人造微结构。

在本发明所述的多模滤波器中，所述人造微结构包括四个T字形支路，每个T字形支路包括一条横线和一条起始端端连接在所述横线上的竖线，且所述竖线垂直平分所述横线。

在本发明所述的多模滤波器中，四个所述T字形支路的四条竖线的末端共一点，且所述四条竖线分别依次与输入端、输出端、第一调谐杆、第二调谐杆的轴线共线。

在本发明所述的多模滤波器中，所述四条竖线长度相等，四条横线的长度不完全相等。

在本发明所述的多模滤波器中，所述基板由微波介质陶瓷材料制成，所述人造微结构由金属制成。

在本发明所述的多模滤波器中，每块所述基板采用介电常数为16、损耗角正切值为0.001的陶瓷，厚度为1mm；人造微结构由线宽为0.2mm、厚度为0.018mm的铜线构成，四个T字形支路的每条竖线长9.7mm，四条横线长度依次为10.4mm、7.4mm、10.4mm、7.4mm。

在本发明所述的多模滤波器中，所述基板为正方形，所述正方形的四个侧面分别依次面向输入端、输出端、第一调谐杆和第二调谐杆的末端端面，且四个侧面到四个对应的末端端面的距离均相等。

在本发明所述的多模滤波器中，所述输入端、输出端、第一调谐杆、第二调谐杆伸入所述谐振腔内的长度均相同，所述谐振子位于所述谐振腔中央。

在本发明所述的多模滤波器中，所述谐振腔内部为对称结构，其内壁面由四个相同的平面或曲面依次连接且首尾相接而成。

在本发明所述的多模滤波器中，所述谐振腔内部为圆柱形，半径20mm，高30mm；所述输入端、输出端、第一调谐杆和第二调谐杆伸入所述谐振腔内的部分直径均为2mm。

在本发明所述的多模滤波器中，多个所述多模滤波器级联成一个具有带外抑制功能的滤波器。