[实用新型]一种无介质带阻滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及滤波器，具体地说，是涉及一种利用同轴传输线、脊波导与谐振腔耦合构成的一种无介质带阻滤波器。

背景技术

带阻滤波器在一根封闭的微波传输线的侧壁上增加一个耦合谐振腔，可以在传输线的传输曲线上某些频率产生传输零点， 从而阻止这些频率的信号通过该传输线。

目前最常见到的带阻滤波器包括一根同轴结构的传输线和沿该传输线轴线排列的若干谐振腔。这些谐振腔在传输线一侧为开敞结构。通过这些开敞结构实现传输线与谐振腔之间的耦合。谐振腔中设有金属柱，金属柱的长度可以从滤波器外加以改变，可以同时调节谐振腔的谐振频率和谐振腔与传输线之间的耦合。但是，由于金属柱插入谐振腔中的深度同时改变谐振腔的谐振频率和谐振腔与传输线之间的耦合，使金属柱上的外螺纹和位于谐振腔上的螺孔上的内螺纹之间的配合松紧选择带来困难。如果太松，当螺丝结构锁紧后，螺杆轴线方向在谐振腔中不确定，会使滤波器微调变得困难。如果太紧将使金属柱转动困难，也会使滤波器的调试变得困难。

已有技术的第二个问题，是为了获得对称的带阻响应，理论上需要谐振腔之间传输线的电长度为阻带中心频率处波长的1/4。在阻带频率较低时，要求传输线的长度很长，不利于滤波器的小型化。采用调谐螺钉或慢波结构可以部分解决这个问题。但在要求寄生阻带很远的情况下，阻带高端的通带内的宽带匹配难以实现。

已有技术中最常用的传输线为同轴传输线。其中的内导体在整个带阻滤波器中与其它部分是绝缘的，并需要采用绝缘介质来支撑。这带来已有技术的第三个问题。绝缘介质是相对较软的材料，导致同轴线的内导体在器件经受振动时的性能不稳定。 同时，这些用于支撑同轴内导体的介质在器件工作频率比较高时（比如毫米波频段）变得非常小。其精密加工成为一个非常困难的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加工简单、调试方便、寄生阻带远、结构紧凑的带阻滤波器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种无介质带阻滤波器，包括至少一个谐振腔、以及与谐振腔内部相通连接的槽线。槽线用于连接与带阻滤波器外界和连接带阻滤波器中相邻的谐振腔。所述谐振腔和槽线内部还贯通设置有金属线；所述金属线与所述槽线在至少一个地方直流短路。

较佳的设计，所述金属线与所述槽线被至少一个金属脊连通；所述金属脊只在其底端与槽线的内底面连接。

较佳的设计，槽线和金属脊的横截面都为矩形，二者构成脊波导。这时，金属线贯穿所述脊耦合带阻滤波器。在谐振腔之间的槽线内，该金属线与这里的脊波导的金属脊的顶部连通，起到对金属线的支撑作用。这时的谐振腔之间的耦合实际上是通过二者之间的脊波导来实现的。

所述谐振腔至少为两个，且所述两相邻谐振腔通过槽线和金属线连接，槽线和金属线构成传输线，所述槽线与金属线可以为曲线状。即所有连接谐振腔的槽线的终端指向在其始端指向的基础上可以转动多达90度。这种排布使我们能够紧凑地布置所有谐振腔，通过弯曲传输线的方法满足谐振腔之间传输线的长度要求。所述槽线与金属线也可以为直线段。这种排布使我们能够紧凑地布置所有谐振腔， 并很好地利用器件的对称型一致传输线和谐振腔的高次模的影响。

所述谐振腔内部设置有金属柱，且所述金属柱与谐振腔连接。所述金属柱一般固定在谐振腔底部并只在谐振腔底部与谐振腔壁连接。而且其在谐振腔中的位置和深度不能从谐振腔外加以调节。这种使我们能够通过铣切机的精密加工使谐振腔的频率与设计值非常接近，方便采用调谐螺钉完成谐振腔调谐。

所述金属柱在远离谐振腔底部的一端还可以设置金属板。

所述金属柱在远离谐振腔底部的一端或/和金属板在远离金属柱的一端设有凹槽。

所述金属板还可以在其靠近谐振腔内表面的位置连接有增容金属体。所述凹槽的使用使我们能够在确定带阻滤波器阻带带宽的前提下，最大限度地缩小金属柱或金属板与谐振腔壁的距离，最大限度地增大谐振腔壁和金属柱的电容加载，从而实现谐振腔的小型化并增大谐振腔的基模和高次模谐振频率之间的差别。后者将有利于实现远寄生阻带的带阻滤波器。

所述槽线的最大宽度小于相邻谐振腔最大宽度的50％。

所述谐振腔或/和金属柱或/和金属板或/和金属线的横截面形状都为圆形。由于谐振腔、金属柱和金属板的圆对称，使金属线在金属柱和金属板上面通过时可以在水平面上任意转动角度。这种安排使滤波器的设计在满足谐振腔之间传输线的长度接近1/4波长的限制条件下仍然十分方便。金属线的横截面形状为圆形或矩形使我们可以采用标准的金属线，以进一步降低滤波器的制造成本。