一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器的製作方法

2023-06-07 10:39:51 1

專利名稱：一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，具體地說，是涉及一種利用金屬線和金屬板構成的低通濾波器。
背景技術：
在一根同軸內導體上周期性地電容加載可以實現低通濾波器。最常見到的低通濾波器包括圓盤加載的同軸結構內導體和阻抗突變的微帶內導體兩種。前者有結構複雜、力口工精度要求高、支撐難、過渡頻段抑制不夠陡峭、調試難等缺點。後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、無法微調等缺點。最近市場上出現的懸置帶線低通濾波器與普通微帶低通濾波器相比，由於引入傳輸零點使過渡頻段抑制陡峭度得到一定程度的改善。同時，由於信號能量部分分布於空氣中，懸置帶線低通濾波器通帶高端插損高的問題也得到部分解決。但是，懸置帶線低通濾波器仍存在功率容量低、阻帶抑制深度有限、無法微調等缺點。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種結構加工簡單、調試方便、通帶截止頻率高的低通濾波器。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，包括設置有金屬空腔的底座，以及設置在底座上的蓋板，以及位於金屬空腔中的至少三個金屬板，所述金屬板通過金屬線連接在一起，且金屬板通過絕緣材料與金屬空腔絕緣；金屬空腔和金屬線均在水平面內彎曲。為了形成濾波功能，金屬板與金屬空腔要形成絕緣，一般採用介質懸空設置金屬板，但是為了減小濾波器的體積，因此金屬板通過絕緣材料與金屬空腔絕緣。為了形成串聯信號處理，因此使用金屬線將各個金屬板連接在一起。金屬空腔和金屬線均在水平面內彎曲，基於幾何學，可有效的在單位面內增加濾波器的中金屬線的長度，以及金屬空腔的腔體空間。所述金屬線為柱狀體，其橫截面形狀沿其軸線保持一致。所述金屬線橫截面形狀為圓形。所述金屬線橫截面形狀為矩形。基於上述金屬線的形狀的限制，一般採用圓柱形的金屬線。金屬空腔的橫截面形狀為矩形；所述金屬板與金屬線軸線垂直的橫截面形狀為矩形，金屬板與金屬線軸線平行的表面採用絕緣材料包裹；絕緣材料的厚度彡o. 15mm，金屬板靠近金屬空腔底部的兩個角為倒角，倒角半徑小於或等於金屬板寬度的1/3。形成倒角後方便金屬板能快速簡便的插入金屬空腔。根據實驗數據對比，當絕緣材料的厚度< 0. 15_時，寄生通帶的中心頻率與通帶截止頻率的比值會逐漸隨著絕緣材料厚度的減小而變大，我們基於這樣的實驗結果，在根據我們常規設計，我們一般採用寄生通帶的中心頻率與通帶截止頻率的比值較大的設計，寄生通帶的中心頻率與通帶截止頻率的比值越大，濾波器的性能越好，因此基於上述原理與設計的基礎，我們在此設計的絕緣材料的厚度一般< 0. 15mm。為了有效的說明問題，結合下列附表I在進一步的說明。附表I為絕緣材料厚度、通帶截止頻率(GHz)、寄生通帶中心頻率(GHz)的實驗數據對照表附表I
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is*ifHs基於該表，我們可得出如下結果，當絕緣材料厚度等於0. 25mm時，寄生通帶中心頻率(GHz)與通帶截止頻率(GHz)的比值為4. 6，當絕緣材料厚度等於0. 2mm時，寄生通帶中心頻率(GHz)與通帶截止頻率(GHz)的比值為5. I，當絕緣材料厚度等於0. 15_時，寄生通帶中心頻率(GHz)與通帶截止頻率(GHz)的比值為6，當絕緣材料厚度等於0. Imm時，寄生通帶中心頻率(GHz)與通帶截止頻率(GHz)的比值為7 ;基於該計算結果，我們分析得出，當絕緣材料厚度彡0. 15mm以後，寄生通帶中心頻率(GHz)與通帶截止頻率(GHz)的比值越變越大，而當緣材料厚度大於0. 15mm以後，寄生通帶中心頻率(GHz)與通帶截止頻率(GHz)的比值越變越小。因此，我們選擇將絕緣材料的厚度設計為< 0. 15mm為最佳效果。所述金屬板平行於金屬線軸線方向的上表面開有向金屬板中心點延伸的矩形槽，矩形槽的寬度比金屬線的直徑大0.01到1mm，一般選取矩形槽的寬度比金屬線的直徑大
0.05mm，矩形槽長度等於金屬板的厚度；金屬線放置於矩形槽的內部並與矩形槽內壁接觸。因此金屬線放置於矩形槽的內部並與矩形槽內壁接觸，可使得金屬板串接在一起。所述金屬線放置於矩形槽的槽底部並與矩形槽內壁接觸。所有金屬板與金屬線軸線垂直的橫截面尺寸和形狀相同。所述上蓋板上設置有貫穿上蓋板、並延伸進金屬空腔內部的調諧螺釘，調諧螺釘位於金屬板正上方。調諧螺釘可調節濾波器的參數設置。所述金屬線的軸線方向的兩端接有輸入輸出結構。輸入輸出結構採用現有的同軸輸入輸出結構。基於上述內容本實用新型設計的一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，包括上蓋板，底座，金屬線，金屬空腔，絕緣材料，以及至少三個位於金屬空腔中的金屬板，金屬板由金屬線連接並與金屬空腔絕緣；且金屬板垂直於金屬空腔的腔底面。金屬線為柱狀體，其橫截面形狀沿其軸線不改變；金屬線為現材，從市場購得。另外，調諧螺釘優先設置在矩形槽的槽口正上方。低通濾波器的工作原理可以敘述如下。在一根內導體上周期性的加載電容可實現低通濾波器，在內導體上加入的金屬板相當於是在傳輸線上並聯了一個電容，二兩金屬板之間的金屬線部分相當於串聯了一個電感，這樣就等效的構成了一個簡單的LC濾波電路，當信號沿金屬線傳播時，利用電容通高頻阻低頻、電感通低頻阻高頻的原理，使所需要的低頻通過，不需要的高頻信號衰減，以此得到所需參數的低通濾波器。本實用新型的優點在於，一種結構加工簡單、調試方便、通帶截止頻率高的低通濾 波器。本實用新型的低通濾波器可望廣泛用於各微波波段的電子系統中，特別是雷達、飛彈制導、通信等軍事及民用領域。

圖I為本實用新型實施例的橫截面示意。圖2為本實用新型實施例的A-A向示意圖。圖中標號分別表不為1、上蓋板；2、底座；3、金屬板；4、金屬線；5、金屬空腔；6、絕緣材料；7、調諧螺釘；8、矩形槽。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型實施方式不限於此。
實施例如圖I、圖2所示，一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，包括設置有金屬空腔5的底座2，以及設置在底座2上的蓋板1，還包括金屬線4和絕緣材料6，以及位於金屬空腔5中的至少三個金屬板3，其特徵在於，所述金屬板3通過金屬線4連接在一起，且金屬板3通過絕緣材料6與金屬空腔5絕緣；金屬空腔5的橫截面形狀為矩形。金屬線4為柱狀體，其橫截面形狀沿其軸線保持一致；金屬空腔5和金屬線4均在水平面內彎曲。金屬線4橫截面形狀為圓形。金屬線4橫截面形狀為矩形。金屬板3與金屬線4軸線垂直的橫截面形狀為矩形，金屬板3與金屬線4軸線平行的表面採用絕緣材料6包裹；金屬板3靠近金屬空腔5底部的兩個角為倒角，倒角半徑小於或等於金屬板寬度的1/3。金屬板3平行於金屬線4軸線方向的上表面開有向金屬板3中心點延伸的矩形槽
8,矩形槽8的寬度比金屬線4的直徑大0. 05mm,矩形槽8長度等於金屬板3的厚度。金屬板3與金屬線4軸線垂直的橫截面尺寸和形狀相同。上蓋板I上設置有貫穿上蓋板I、並延伸進金屬空腔5內部的調諧螺釘7，金屬線4的軸線方向的兩端接有輸入輸出結構。即如圖I所示，一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，包括上蓋板1，底座2，金屬線4,金屬空腔5,絕緣材料6,以及至少三個位於金屬空腔5中的金屬板3,所述金屬板3由金屬線4連接並與金屬空腔5絕緣；所述金屬空腔5設置在上蓋板I與底座2之間，橫截面形狀為矩形。 金屬線4為柱狀體，其橫截面形狀沿其軸線不改變；金屬線4為現材，從市場購得。金屬板3與金屬線4軸線垂直的橫截面形狀為矩形，與金屬線4軸線平行的表面包裹有絕緣材料6 ;絕緣材料6的厚度<0. 15mm,金屬板3垂直於金屬線4軸線的平面位於底部的兩個角倒角，倒角為柱狀體的一部分，該柱狀體的軸線與金屬線4軸線平行，倒角半徑小於或等於金屬板寬度的1/3。金屬板3與金屬線4軸線方向平行的上表面中心開有一個平行於金屬線4軸線方向並向金屬板3橫截面中心延伸的矩形槽8,矩形槽8的寬度比金屬線4的直徑大0. 05mm,矩形槽8長度等於金屬板3沿金屬線4軸線方向的長度；即矩形槽8長度等於金屬板3厚 度，金屬線4放置於矩形槽8的槽底部並與矩形槽8內壁接觸。所有金屬板3與金屬線4軸線垂直的橫截面形狀相同。上蓋板I上設置有貫穿上蓋板I、並延伸進金屬空腔5內部的調諧螺釘7，調諧螺釘7位於矩形槽8的槽口正上方。如上所述便可較好實現本實用新型。
權利要求1.一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，包括設置有金屬空腔(5)的底座(2)，以及設置在底座(2)上的蓋板(1)，以及位於金屬空腔(5)中的至少三個金屬板(3)，其特徵在於，所述金屬板(3)通過金屬線(4)連接在一起，且金屬板(3)通過絕緣材料(6)與金屬空腔(5)絕緣；金屬空腔(5)和金屬線(4)均在水平面內彎曲。
2.根據權利要求I所述的一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，其特徵在於，所述金屬線(4)為柱狀體，其橫截面形狀沿其軸線保持一致。
3.根據權利要求2所述的一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，其特徵在於，所述金屬線(4)橫截面形狀為圓形。
4.根據權利要求2所述的一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，其特徵在於，所述金屬線(4)橫截面形狀為矩形。
5.根據權利要求I所述的一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，其特徵在於，金屬空腔(5)的橫截面形狀為矩形；所述金屬板(3)與金屬線(4)軸線垂直的橫截面形狀為矩形，金屬板(3)與金屬線(4)軸線平行的表面採用絕緣材料(6)包裹；絕緣材料(6)的厚度(0. 15_，金屬板(3)靠近金屬空腔(5)底部的兩個角為倒角，倒角半徑小於或等於金屬板寬度的1/3。
6.根據權利要求I所述的一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，其特徵在於，所述金屬板(3)平行於金屬線(4)軸線方向的上表面開有向金屬板(3)中心點延伸的矩形槽(8)，矩形槽(8)的寬度比金屬線(4)的直徑大0.01到1mm，矩形槽(8)長度等於金屬板(3)的厚度；金屬線(4)放置於矩形槽(8)的內部並與矩形槽(8)內壁接觸。
7.根據權利要求6所述的一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，其特徵在於，所述金屬線(4 )放置於矩形槽(8 )的槽底部並與矩形槽(8 )內壁接觸。
8.根據權利要求1-7中任意一項所述的一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，其特徵在於，所有金屬板(3)與金屬線(4)軸線垂直的橫截面尺寸和形狀相同。
9.根據權利要求1-7中任意一項所述的一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，其特徵在於，所述上蓋板(I)上設置有貫穿上蓋板(I)、並延伸進金屬空腔(5)內部的調諧螺釘(7)，調諧螺釘(7)位於金屬板(3)正上方。
10.根據權利要求1-7中任意一項所述的一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，其特徵在於，所述金屬線(4)的軸線方向的兩端接有輸入輸出結構。
專利摘要本實用新型公開了一種基於金屬線和腔彎曲的低通濾波器，包括設置有金屬空腔的底座，以及設置在底座上的蓋板，還包括金屬線和絕緣材料，以及位於金屬空腔中的至少三個金屬板，所述金屬板通過金屬線連接在一起，且金屬板通過絕緣材料與金屬空腔絕緣；金屬空腔的橫截面形狀為矩形金屬空腔和金屬線均在水平面內彎曲。本實用新型的優點在於，一種結構加工簡單、調試方便、通帶截止頻率高的低通濾波器。本實用新型的低通濾波器可望廣泛用於各微波波段的電子系統中，特別是雷達、飛彈制導、通信等軍事及民用領域。
文檔編號H01P1/207GK202487728SQ20122009679
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者文松, 王清源, 譚宜成 申請人:成都賽納賽德科技有限公司