[实用新型]一种腔体滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及滤波器，特别涉及一种腔体滤波器。

背景技术

滤波器是现代通信系统中的一个重要部件，滤波器的重要特性是让有用信号无衰减地通过滤波器，无用信号通过滤波器时衰减最大。腔体滤波器是一种主要用于微波频段的滤波器，其传输理论以带状传输线为基础，传输特性主要由腔体滤波器结构参数决定。具有结构简单，性能优良，调试方便的特点。

图1～图5示出了一个6阶腔体滤波器结构示意图，其中图1为腔体滤波器剖视图，图2为图1去掉盖板11的俯视图，图3为谐振杆的立体图，图4为谐振杆20与电容加载板21结构示意图，图5为等效电路图。腔体滤波器由导电材料(通常为金属材料，如铜、铝等)制作的腔体和谐振杆构成，腔体为一个正六面体结构。为了加工方便，腔体一般由矩形箱10和盖板11两部分构成，通过焊接等工艺构成一个正六面体整体结构，如图1所示。6只谐振杆沿矩形箱10横向中轴线排列成一排，谐振杆一端开路一端与腔体连接在一起，其间间距分别为d1～d5，如图1所示。间距可以相等也可以不相等，根据不同的需要设定。一种常见的具有对称性结构的腔体滤波器，谐振杆之间的间距d1＝d5，d2＝d4，即谐振杆以腔体纵向中轴线为对称轴对称布置，可以优化通频带特性。腔体滤波器中，谐振杆之间通过空间耦合传输信号，谐振杆的谐振频率主要由谐振杆20的长度b和直径a决定，腔体结构尺寸则与滤波器的其他参数相关。这种腔体滤波器等效电路如图5所示，谐振杆长度约等于滤波器中心频率对应波长的1/4，谐振杆20等效为电感L，其开路端等效为电容C，每一只谐振杆等效为LC并联谐振电路，如图5所示。谐振杆20长度b越大等效电感L越大，谐振杆20直径a越大等效电容C越大。各谐振杆通过平行耦合传递信号，形成带通滤波器。各谐振杆间的平行耦合等效为电容Ct，首尾两个谐振杆(谐振杆1和谐振杆6)分别构成滤波器的输入输出端口，通过连接的信号线传输信号。根据LC谐振理论，当有用信号通过滤波器，LC产生并联谐振，到地阻抗最大，信号直接从另一端输出；当无用信号经过滤波器，LC不产生并联谐振，到地阻抗较小，信号大部分到地，信号衰减很大。这样就达到了选择有用信号，衰减无用信号的目的。由于谐振杆20长度约为中心频率对应波长的1/4，基本上决定了腔体滤波器的大小。因此当滤波器工作频率较低时，每个谐振杆的长度b交大，从而导致整个滤波器体积变大。为了解决这一问题，有许多的方法，其中电容加载是重要的一种。所谓电容加载，就是在谐振杆的开路端增加电容效应，使其长度小于1/4波长。目前常用的办法是增加谐振杆开路端的面积，根据平行板电容器理论，正对面积增加，电容也增加，根据谐振频率公式电容C增加，电感就可以减小，所以谐振杆的长度就减小，从而减小滤波器体积。通常是在谐振杆20开路端，安装直径Φ大于谐振杆20直径a的金属材料电容加载板21，增加谐振电容C的值，如图4所示。这种设计方案带来的问题是，电容加载板21的存在使谐振杆20之间的间距增大，导致耦合减弱，滤波器带宽降低，不能实现宽带滤波器。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种腔体滤波器，增强谐振杆之间的耦合，实现宽带滤波效果。

本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，一种腔体滤波器，由一个封闭的腔体及其中横向排列的谐振杆构成，所述谐振杆一端开路一端与腔体连接在一起，所述谐振杆之间有间距，通过空间耦合传输信号，所述谐振杆开路端安装有面积大于谐振杆截面面积的电容加载板，其特征在于，所述电容加载板横向尺寸≤谐振杆横向尺寸。

本实用新型的技术方案，对电容加载板的形状进行了改进，在保证足够面积的条件下，将电容加载板横向尺寸限制在谐振杆横向尺寸以内，其边沿不超出谐振杆的横向尺寸，使电容加载板不影响谐振杆的的间距，谐振杆之间的间距可以根据需要设置，增加了滤波器设计的灵活性。

所述电容加载板横向尺寸＝谐振杆横向尺寸。

该技术方案，充分利用谐振杆的横向宽度设计电容加载板的面积，有利于进一步优化滤波器空间布置和形状。

进一步的，所述电容加载板为矩形。

采用矩形电容加载板，具有形状简单，便于加工的特点，只要电容加载板横向宽度不超过谐振杆的横向尺寸，就不会影响谐振杆布置，其面积大小可以通过其纵向尺寸进行调节。

进一步的，所述谐振杆截面为矩形。

矩形结构的谐振杆，便于采用线切割工艺进行加工，以保证谐振杆尺寸精度，这对以结构尺寸决定电参数的腔体滤波器具有重要意义。

更进一步的，所述谐振杆与腔体为一体化结构。