專利名稱：一種諧波抑制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諧波抑制器，具體地說，是涉及一種利用脊波導(dǎo)和金屬柱構(gòu)成的諧波抑制器，也可以稱為帶阻濾波器、低通濾波器、陷波器。
背景技術(shù)：
濾波器技術(shù)中抑制寄生通帶一直是行業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的抑制寄生通帶的方法包括采用低通濾波器、采用同軸諧振腔等形式。最常見到的低通濾波器結(jié)構(gòu)包括圓盤加載的同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)導(dǎo)體和阻抗突變的微帶內(nèi)導(dǎo)體兩種。前者有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度要求高、支撐難、過渡頻段抑制不夠陡峭、調(diào)試難等缺點(diǎn)。后者有通道高端損耗高、功率容量低、阻帶抑制深度有限、過渡頻段抑制不夠陡峭、無法微調(diào)等缺點(diǎn)。且級(jí)聯(lián)低通濾波器會(huì)增加體積、重量和插損。而采用同軸諧振腔抑制寄生通帶，則需要加載電容，且同軸機(jī)構(gòu)的支撐困難。雖然諧振腔的體積縮小有利用濾波器的小型化，但由于諧振腔的Q值降低，將增大濾波器的帶內(nèi)插損。最近市場上出現(xiàn)的懸置帶線諧波抑制器，由于引入傳輸零點(diǎn)使過渡頻段抑制陡峭度得到一定程度的改善。同時(shí)，由于信號(hào)能量部分分布于空氣中，帶通濾波器通帶高端插損高的問題也得到部分解決。但是，懸置帶線諧波抑制器仍存在功率容量低、阻帶抑制深度有限、無法微調(diào)等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、加工組裝容易、調(diào)試方便、通帶截止頻率高、過渡頻段抑制陡峭的諧波抑制器。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種諧波抑制器，包括金屬空腔，內(nèi)導(dǎo)體和至少3個(gè)調(diào)頻金屬柱，金屬空腔為水平放置的柱狀形空腔結(jié)構(gòu)，金屬空腔的軸線與水平線平行，所述內(nèi)導(dǎo)體為水平放置的柱狀結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)導(dǎo)體設(shè)置在金屬空腔內(nèi)部，且內(nèi)導(dǎo)體的底面與金屬空腔底部內(nèi)壁連接；調(diào)頻金屬柱從金屬空腔外插入金屬空腔內(nèi)。為了在諧波抑制器的阻帶內(nèi)產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)以改善低通濾波器的阻帶抑制陡度，所述調(diào)頻金屬柱沿內(nèi)導(dǎo)體的軸線方向交替排列在內(nèi)導(dǎo)體的左右兩側(cè)，調(diào)頻金屬柱插入金屬空腔中的深度從金屬空腔外加以調(diào)節(jié)并固定。在內(nèi)導(dǎo)體遠(yuǎn)離金屬空腔底部一端的正上方有從金屬空腔外插入金屬空腔內(nèi)的若干匹配金屬柱。金屬空腔和內(nèi)導(dǎo)體在其軸線方向上有任意角度的彎曲。所述調(diào)頻金屬柱的軸線在金屬空腔的高度方向上位于金屬空腔最大高度的2/5以上。所述調(diào)頻金屬柱插入金屬空腔內(nèi)的端面為光滑平面。所述調(diào)頻金屬柱插入金屬空腔內(nèi)的頂端與內(nèi)導(dǎo)體之間存在間隙，所述間隙的最小距離小于該調(diào)頻金屬柱位于內(nèi)導(dǎo)體處的側(cè)壁與金屬空腔間距的1/5。為了盡量增大調(diào)頻金屬柱頂端與金屬內(nèi)導(dǎo)體之間的電容，所述調(diào)頻金屬柱的直徑大于金屬空腔最大高度的0.4倍，且小于調(diào)頻金屬柱插入金屬空腔內(nèi)的頂端端面與金屬柱距離。所述金屬空腔在金屬空腔遠(yuǎn)離金屬空腔底部的上方、且高度為1/2以上的橫截面為矩形。內(nèi)導(dǎo)體在遠(yuǎn)離金屬空腔底部的端面為光滑水平平面；內(nèi)導(dǎo)體在遠(yuǎn)離金屬空腔底部、且在金屬空腔高度2/5以上的部位，其內(nèi)導(dǎo)體左右兩側(cè)面均為光滑平面?！N諧波抑制器主要由輸入輸出結(jié)構(gòu)、金屬空腔、內(nèi)導(dǎo)體、若干調(diào)頻金屬柱構(gòu)成，所述輸入輸出結(jié)構(gòu)可以是同軸-脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、波導(dǎo)-脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、微帶-脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。所述輸入輸出結(jié)構(gòu)內(nèi)導(dǎo)體和調(diào)頻金屬柱均貫穿金屬空腔外壁并延伸進(jìn)空腔外壁內(nèi)部，且所述調(diào)頻金屬柱延伸進(jìn)金屬空腔部位指向內(nèi)導(dǎo)體，且調(diào)頻金屬柱沿內(nèi)導(dǎo)體的軸線排列。所述至少有3個(gè)相鄰的調(diào)頻金屬柱依次交替排列在內(nèi)導(dǎo)體軸線的左右兩側(cè)，且調(diào)頻金屬柱的軸線互相平行。所述調(diào)頻金屬柱延伸進(jìn)金屬空腔部位的頂端直徑為R，金屬空腔在同時(shí)垂直于該調(diào)頻金屬柱軸線和內(nèi)導(dǎo)體軸線兩個(gè)方向的寬度尺寸為L，所述R > 30% L。同時(shí)垂直于相鄰兩調(diào)頻金屬柱軸線的直線距離小于等于該調(diào)頻金屬柱頂端直徑的3倍。至少有3個(gè)相鄰的調(diào)頻金屬柱延伸進(jìn)金屬空腔部位的頂端與金屬內(nèi)導(dǎo)體之間存在間隙，且該間隙小于等于該調(diào)頻金屬柱處內(nèi)導(dǎo)體側(cè)壁與金屬空腔間距的1/5。內(nèi)導(dǎo)體的金屬空腔在金屬空腔高度1/2以上為矩形，并且調(diào)頻金屬柱的軸線與金屬內(nèi)導(dǎo)體的一個(gè)面垂直。 為了在諧波抑制器的阻帶內(nèi)產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)以改善低通濾波器的阻帶抑制陡度，內(nèi)導(dǎo)體軸線上有盡量多相鄰的調(diào)頻金屬柱依次交替排列在內(nèi)導(dǎo)體的兩側(cè)。且相鄰兩調(diào)頻金屬柱的軸線互相平行。為了盡量增大調(diào)頻金屬柱頂端與金屬內(nèi)導(dǎo)體之間的電容，所述調(diào)頻金屬柱延伸進(jìn)金屬空腔部位的頂端直徑為R，金屬空腔在同時(shí)垂直于該調(diào)頻金屬柱軸線和金屬空腔軸線兩個(gè)方向的寬度尺寸為L，所述R ^ 40% L0為了盡量增大調(diào)頻金屬柱頂端與金屬內(nèi)導(dǎo)體之間的電容，盡量多的調(diào)頻金屬柱與金屬內(nèi)導(dǎo)體之間存在小于等于調(diào)頻金屬柱處內(nèi)導(dǎo)體側(cè)壁與金屬空腔間距的1/5的間隙，且所述金屬空腔在金屬空腔高度1/2以上為矩形，且所述內(nèi)導(dǎo)體頂部為水平平面的一部分，內(nèi)導(dǎo)體在金屬空腔高度1/2以上部位的左側(cè)面和右側(cè)面均為平面的一部分。為了器件的小型化，諧波抑制器可以設(shè)置為彎曲形狀。內(nèi)導(dǎo)體的軸線彎曲為“U”形、“S”形、或直線、或它們的組合。諧波抑制器的工作原理可以敘述如下。首先，電磁波信號(hào)從內(nèi)導(dǎo)體的一端輸入到內(nèi)導(dǎo)體中并沿內(nèi)導(dǎo)體傳輸。當(dāng)信號(hào)遇到任意一顆調(diào)頻金屬柱時(shí)，一部分沿內(nèi)導(dǎo)體繼續(xù)傳輸，另一部分被反射回來。在某個(gè)頻率，被所有的調(diào)頻金屬柱反射回來的信號(hào)相互抵消，它們的和為零，這個(gè)頻率的大部分信號(hào)沿內(nèi)導(dǎo)體傳輸。這個(gè)頻率處于低通濾波器的通帶內(nèi)。在某個(gè)頻率，被所有的調(diào)頻金屬柱反射回來的信號(hào)相互疊加，這個(gè)頻率的大部分信號(hào)被反射。這個(gè)頻率處于低通濾波器的阻帶內(nèi)。
總之，采用調(diào)頻金屬柱實(shí)現(xiàn)電容加載，可以方便地對(duì)低通濾波器進(jìn)行微調(diào)。采用指向相反的相鄰調(diào)頻金屬柱可以實(shí)現(xiàn)電容加載的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)交叉耦合，在諧波抑制器通帶高端外實(shí)現(xiàn)若干傳輸零點(diǎn)，大大改善諧波抑制器的帶外抑制陡峭度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，結(jié)構(gòu)簡單、加工組裝容易、調(diào)試方便、通帶截止頻率高、過渡頻段抑制陡峭。本發(fā)明的諧波抑制器可望廣泛用于各微波波段的電子系統(tǒng)中，特別是雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、通信等軍事及民用領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的主視圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的A-A剖面圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的主示圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的A-A剖面圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例三的主示圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例四的主示圖。圖中標(biāo)號(hào)分別表不為:1、金屬空腔；2、內(nèi)導(dǎo)體；3、調(diào)頻金屬柱,4、匹配金屬柱。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例一
實(shí)如圖1、2所示，一種諧波抑制器，包括金屬空腔1，內(nèi)導(dǎo)體2和至少3個(gè)調(diào)頻金屬柱3，金屬空腔I為水平放置的柱狀形空腔結(jié)構(gòu)，金屬空腔I的軸線與水平線平行，所述內(nèi)導(dǎo)體2為水平放置的柱狀結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)導(dǎo)體2設(shè)置在金屬空腔I內(nèi)部，且內(nèi)導(dǎo)體2的底面與金屬空腔I底部內(nèi)壁連接；調(diào)頻金屬柱3從金屬空腔I外插入金屬空腔I內(nèi)。為了在諧波抑制器的阻帶內(nèi)產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)以改善低通濾波器的阻帶抑制陡度，所述調(diào)頻金屬柱3沿內(nèi)導(dǎo)體2的軸線方向交替排列在內(nèi)導(dǎo)體2的左右兩側(cè)，調(diào)頻金屬柱3插入金屬空腔I中的深度可以從金屬空腔I外加以調(diào)節(jié)并固定。所述調(diào)頻金屬柱3的軸線在金屬空腔I的高度方向上位于金屬空腔I最大高度的2/5以上。所述調(diào)頻金屬柱3插入金屬空腔I內(nèi)的端面為光滑平面。所述調(diào)頻金屬柱3插入金屬空腔I內(nèi)的頂端與內(nèi)導(dǎo)體2之間存在間隙，所述間隙的最小距離小于該調(diào)頻金屬柱3位于內(nèi)導(dǎo)體2處的側(cè)壁與金屬空腔I間距的1/5。為了盡量增大調(diào)頻金屬柱3頂端與金屬內(nèi)導(dǎo)體2之間的電容，所述調(diào)頻金屬柱3的直徑大于金屬空腔I最大高度的0.4倍。在內(nèi)導(dǎo)體2遠(yuǎn)離金屬空腔I底部一端的正上方有從金屬空腔I外插入金屬空腔I內(nèi)的若干匹配金屬柱4。在金屬空腔I和內(nèi)導(dǎo)體2在軸線方向上有任意角度的彎曲。所述金屬空腔I在金屬空腔I遠(yuǎn)離金屬空腔I底部的上方、且高度為1/2以上的橫截面為矩形。內(nèi)導(dǎo)體2在遠(yuǎn)離金屬空腔I底部的端面為光滑水平平面；內(nèi)導(dǎo)體2在遠(yuǎn)離金屬空腔I底部、且在金屬空腔I高度2/5以上的部位，其內(nèi)導(dǎo)體2左右兩側(cè)面均為光滑平面。實(shí)施例二
如圖3和4所示，本實(shí)施實(shí)例與實(shí)施實(shí)例一的區(qū)別在于:所述內(nèi)導(dǎo)體2的橫截面形狀為矩形，且金屬空腔I和內(nèi)導(dǎo)體2的軸線形狀為U形，且所述內(nèi)導(dǎo)體2的正上方?jīng)]有插入匹配金屬柱4。實(shí)施例三
如圖2和5所示，本實(shí)施實(shí)例與實(shí)施實(shí)例一的區(qū)別在于:所述內(nèi)導(dǎo)體2的橫截面形狀為T形。實(shí)施例四
如圖2和6所示，本實(shí)施實(shí)例與實(shí)施實(shí)例一的區(qū)別在于:所述內(nèi)導(dǎo)體2的橫截面上部在向兩端延伸后向金屬空腔I的底部彎曲，且彎曲的部分與金屬空腔的側(cè)壁平行，且所述內(nèi)導(dǎo)體2的正上方?jīng)]有插入匹配金屬柱4。
權(quán)利要求
1.一種諧波抑制器，其特征在于，包括金屬空腔(1)，內(nèi)導(dǎo)體(2)和至少3個(gè)調(diào)頻金屬柱(3)，金屬空腔(I)為水平放置的柱狀形空腔結(jié)構(gòu)，金屬空腔(I)的軸線與水平線平行，所述內(nèi)導(dǎo)體(2)為水平放置的柱狀結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)導(dǎo)體(2)設(shè)置在金屬空腔(I)內(nèi)部，且內(nèi)導(dǎo)體(2)的底面與金屬空腔(I)底部內(nèi)壁連接；調(diào)頻金屬柱(3)從金屬空腔(I)外插入金屬空腔(I)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波抑制器，其特征在于，所述調(diào)頻金屬柱(3)沿內(nèi)導(dǎo)體(2)的軸線方向交替排列在內(nèi)導(dǎo)體(2)的左右兩側(cè)，調(diào)頻金屬柱(3)插入金屬空腔(I)中的深度從金屬空腔(I)外加以調(diào)節(jié)并固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧波抑制器，其特征在于，在內(nèi)導(dǎo)體(2)遠(yuǎn)離金屬空腔(I)底部一端的正上方有從金屬空腔(I)外插入金屬空腔(I)內(nèi)的若干匹配金屬柱(4),且所述匹配金屬柱(4)插入金屬空腔(I)內(nèi)的頂端端面與內(nèi)導(dǎo)體(2)的距離大于調(diào)頻金屬柱(3)插入金屬空腔(I)內(nèi)的頂端端面與金屬柱(2)距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧波抑制器，其特征在于，金屬空腔(I)和內(nèi)導(dǎo)體(2)的軸線在水平面內(nèi)有任意角度和形狀的彎曲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波抑制器，其特征在于，所述調(diào)頻金屬柱(3)的軸線在金屬空腔(I)的高度方向上位于金屬空腔(I)最大高度的2/5以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波抑制器，其特征在于，所述調(diào)頻金屬柱(3)插入金屬空腔(I)內(nèi)的頂端端面為光滑平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波抑制器，其特征在于，所述調(diào)頻金屬柱(3)插入金屬空腔(I)內(nèi)的頂端與內(nèi)導(dǎo)體(2)之間存在間隙，所述間隙的最小距離小于該調(diào)頻金屬柱(3)處金屬空腔(I)的側(cè)壁與內(nèi)導(dǎo)體(2)間距的1/5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波抑制器，其特征在于，所述調(diào)頻金屬柱(3)的直徑大于金屬空腔(I)最大高度的0.4倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波抑制器，其特征在于，所述金屬空腔(I)在該金屬空腔(I)高度的1/2以上部分的橫截面為矩形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1一 9任意一項(xiàng)所述的諧波抑制器，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體(2)在該內(nèi)導(dǎo)體(2)高度的1/2以上部分的橫截面為矩形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種諧波抑制器，包括一個(gè)金屬空腔，只在底部與金屬空腔內(nèi)壁連接的內(nèi)導(dǎo)體，由金屬空腔外部插入金屬空腔內(nèi)部，其中調(diào)頻金屬柱交替分布在內(nèi)導(dǎo)體兩側(cè)，匹配金屬柱從內(nèi)導(dǎo)體的正上方插入金屬空腔，并與內(nèi)導(dǎo)體有一定間距。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、加工組裝容易、調(diào)試方便、通帶截止頻率高、過渡頻段抑制陡峭。可望廣泛用于各微波波段的電子系統(tǒng)中，特別是雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、通信等軍事及民用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01P1/207GK103117432SQ20111036555
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者王清源, 譚宜成, 莫坤山 申請(qǐng)人:成都賽納賽德科技有限公司