[发明专利]波导滤波器及其制造方法

说明书

本发明公开了一种波导滤波器，涉及电磁场与微波技术领域。该波导滤波器包括：第一波导法兰盘、第二波导法兰盘、第一波导、第二波导和四个半球谐振器。半球谐振器的腔体壁上开设有贯通的矩形槽，用于抑制半球谐振器中的电磁波高次谐振模式，以此拓展波导滤波器的无寄生阻带带宽。本发明还公开了一种波导滤波器的制造方法，波导滤波器结构采用金属粉末材料通过选择性激光烧结3‑D打印机一体打印而成，在实现了精确加工的同时无需装配和调试，有效地提高了制造效率。

技术领域

本发明涉及电磁场与微波技术领域，尤其涉及一种波导滤波器及其制造方法。

背景技术

空气填充的金属腔体谐振器是微波毫米波无源电路中的一种基本频率选择单元，具有射频损耗低和功率容量大的优势，在滤波器、多工器、天线和阻抗匹配网络等工程实践中被广泛应用。通常，这些无源器件或电路要求金属腔体谐振器具有较高的无载品质因数以减小射频损耗。

空气填充的矩形和圆柱形谐振器是两种常用的高无载品质因数腔体谐振器，通常采用计算机数控铣等传统的减材制造工艺加工。从而出现了一种具有更高无载品质因数的金属腔体谐振器为空气填充的球形谐振器。但是，球形谐振器因具有高度对称的物理结构，其中的电磁波谐振模式高度简并，且电磁波高次模式的谐振频率在频谱上靠近基模。对于带通滤波器的应用而言，这限制了滤波器的阻带带宽和阻带抑制度。

基于球形谐振器的微波毫米波器件的物理结构复杂，难以采用计算机数控铣工艺高效地制造，且加工这类腔体器件往往需要将结构拆分为多个部件分别加工，最后再重新装配在一起。这样的加工模式制造效率低，装配过程中需要使用大量螺丝和销钉等紧固件，而且装配误差大，冗余结构材料多，不利于在微波毫米波通信系统中实现腔体滤波组件的高性能、快速和一体化集成。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种波导滤波器及其制造方法，旨在解决基于球形腔体谐振器的波导滤波器中，电磁波高次模式引入的寄生谐振未得到抑制，无寄生阻带带宽窄，阻带抑制度差和滤波器一体化加工成型难度大的技术问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种波导滤波器，所述波导滤波器包括：第一波导法兰盘、第二波导法兰盘、第一波导、第二波导和四个半球谐振器；

所述第一波导及所述第二波导均为矩形波导，所述第一波导的一端与所述第一波导法兰盘相连，另一端与半球谐振器相连，所述第二波导的一端与所述第二波导法兰盘相连，另一端与半球谐振器相连；

四个所述半球谐振器均设置在所述第一波导及第二波导之间，均为空气填充的腔体谐振器，相邻两两半球谐振器之间的底平面相互抵接并错位级联且呈共线式排布；

四个所述半球谐振器的半球顶面均开设有贯通的矩形槽；

所述半球谐振器的矩形槽沿所述半球谐振器半球面的对称线呈轴对称开设；所述半球谐振器开设的矩形槽的延伸方向垂直于第一波导法兰盘的输入端口及第二波导法兰盘的输出端口之间的连线；

四个所述半球谐振器相互抵接处开设有圆形窗口以供相邻半球谐振器之间进行电磁能量的耦合，首尾两个所述半球谐振器底平面上开设有半圆形窗口以供分别与第一波导及第二波导进行电磁能量的耦合。

本发明第二方面提供一种波导滤波器，所述波导滤波器包括：第一波导法兰盘、第二波导法兰盘、第一波导、第二波导和四个半球谐振器；

所述第一波导及所述第二波导均为矩形波导，所述第一波导的一端与所述第一波导法兰盘相连，另一端与半球谐振器相连，所述第二波导的一端与所述第二波导法兰盘相连，另一端与半球谐振器相连；

四个所述半球谐振器均设置在所述第一波导及第二波导之间，均为空气填充的腔体谐振器，四个所述半球谐振器包括：两个分别与所述第一波导及所述第二波导相耦合的无槽半球谐振器，以及分别与两个所述无槽半球谐振器相耦合的两个开槽半球谐振器；