專利名稱：一種新型的毫米波濾波器的制作方法
技術領域：
一種新型的毫米波濾波器 涉及領域 本實用新型涉及毫米波混合集成電路領域，特別涉及一種新型的毫米波濾波器。
背景技術：
在現(xiàn)代毫米波系統(tǒng)中，濾波器是重要部件，用于通道的選擇和信號的合成與分離， 其性能優(yōu)劣將直接影響整個通信系統(tǒng)的質量。毫米波濾波器主要有平面結構和波導結構兩 大類型。由微帶線和共面波導等平面?zhèn)鬏斁€構成的平面結構濾波器，容易與有源器件集成， 但這類濾波器有矩形系數(shù)低和帶內插損大的缺點。較大的插損使毫米波能量耗散在濾波器 中，補償這部分損耗掉的能量需要復雜的有源電路，從而增加了毫米波系統(tǒng)的體積和功耗， 而很多毫米波系統(tǒng)對體積與功耗很敏感。因此，雖然近年來平面結構的毫米波濾波器得到 了長足發(fā)展，但還不能完全取代插損低、帶外抑制度高的波導濾波器。波導型濾波器是毫米 波濾波器的一個重要分支。近年來，隨著毫米波技術的迅猛發(fā)展，對工作在毫米波頻段的波 導型濾波器提出了越來越高的要求。提供一種具有結構簡單、加工方便、體積緊湊、重量輕， 并且可以實現(xiàn)好的頻率選擇性、寄生頻帶遠的毫米波濾波器是現(xiàn)有技術需要解決的問題。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種新型的毫米波濾波器以達到實現(xiàn)好
的頻率選擇性，寄生頻帶遠，結構簡單，加工方便，體積緊湊，重量輕的目的。 為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是，一種新型的毫米波濾波器，其特
征在于所述濾波器的標準波導的兩端連接兩個不同尺寸的第一諧振窗膜片和第二諧振窗
膜片后分別連接兩個過渡波導，過渡波導的兩端分別設有兩個法蘭盤，從而通過標準波導
連接不同尺寸的諧振窗膜片，然后通過過渡波導實現(xiàn)對毫米波的濾波作用；所述的濾波器
具有矩形系數(shù)好和帶內插損小的特征，并且具有好的頻率選擇性和寄生頻帶遠的優(yōu)點。 所述的第一諧振窗膜片、第二諧振窗膜片、法蘭盤上分別設有四個定位孔，定位螺
絲穿過定位孔將第一諧振窗膜片、第二諧振窗膜片固定在標準波導上，定位螺絲的軸線與
標準波導的中心軸線垂直，從而保證了諧振窗膜片、法蘭盤與標準波導之間良好的定位和
固定，保證諧振窗膜片的平整。 所述法蘭盤設有四個定位孔，中間為矩形波導口，從而實現(xiàn)與濾波部分以及外部 電路相連接的功能，同時起改善濾波器駐波的作用。 所述的第一諧振窗膜片和第二諧振窗膜片的四角上設有四個定位孔，中間為空氣 腔，從而實現(xiàn)毫米波的濾波作用。 所述的第一諧振窗膜片、第二諧振窗膜片為無氧銅，鍍銀材料，從而保證濾波器尺 寸的固定和減少帶內插損。 所述的第一諧振窗膜片和第二諧振窗膜片間的波導其波導口尺寸滿足標準波導 尺寸要求，腔壁加厚，材料為硬鋁。 —種新型的毫米波濾波器，由于采用上述結構，該濾波器具有以下優(yōu)點1、本濾波
3器在通帶范圍內，插入損耗在ldB以內；2、濾波器的矩形系數(shù)好，帶外抑制度在偏離通帶
1GHz處大于45dB ;3、具有良好的頻率選擇性并且寄生頻帶遠；4、結構簡單、加工方便、體積 緊湊、重量輕。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明；

圖1為本實用新型一種新型的毫米波濾波器沿縱向中心面的剖面結構示意圖； 圖2為本實用新型一種新型的毫米波濾波器的法蘭盤的結構示意圖； 圖3為本實用新型一種新型的毫米波濾波器的第一諧振窗膜片的結構示意圖； 圖4為本實用新型一種新型的毫米波濾波器的第二諧振窗膜片的結構示意圖； 在圖1-4中，1、定位孔；2、波導口 ；3、法蘭盤；4、第一諧振窗膜片；5、空氣腔；6、標
準波導；7、過渡波導；8、第二諧振窗膜片。
具體實施方式如圖l-4所示，一種新型的毫米波濾波器，其特征在于所述濾波器的標準波導6 的兩端連接兩個不同尺寸的第一諧振窗膜片4和第二諧振窗膜片8后分別連接兩個過渡波 導7，過渡波導7的兩端分別設有兩個法蘭盤3，從而通過標準波導4連接不同尺寸的諧振 窗膜片，然后通過過渡波導7實現(xiàn)對毫米波的濾波作用；所述的濾波器具有矩形系數(shù)好和 帶內插損小的特征，并且具有好的頻率選擇性和寄生頻帶遠的優(yōu)點。 所述的第一諧振窗膜片4、第二諧振窗膜片8、法蘭盤3上分別設有四個定位孔1， 定位螺絲穿過定位孔1將第一諧振窗膜片4、第二諧振窗膜片8固定在標準波導上，定位螺 絲的軸線與標準波導6的中心軸線垂直，從而保證了諧振窗膜片、法蘭盤3與標準波導6之 間良好的定位和固定，保證諧振窗膜片的平整。 所述法蘭盤3設有四個定位孔1，中間為矩形波導口 2，從而實現(xiàn)與濾波部分以及 外部電路相連接的功能，同時起改善濾波器駐波的作用。 所述的第一諧振窗膜片4和第二諧振窗膜片8的四角上設有四個定位孔1，中間為 空氣腔5，從而實現(xiàn)毫米波的濾波作用。 所述的第一諧振窗膜片4、第二諧振窗膜片8為無氧銅，鍍銀材料，從而保證濾波 器尺寸的固定和減少帶內插損。 所述的第一諧振窗膜片4和第二諧振窗膜片8間的波導其波導口尺寸滿足標準波 導尺寸要求，腔壁加厚，材料為硬鋁。 本實用新型對矩陣形波導耦合窗進行矩量法分析，計算它們的散射參量和等效電 路參量，通過CST和HFSS等場仿真軟件仿真優(yōu)化確定濾波器尺寸，在加工過程中嚴格控制 諧振窗加工誤差，并對連接波導窗的標準波導段進行尺寸調整，最終確定出濾波器的加工 尺寸。濾波器標準波導段、法蘭盤3和第一諧振窗膜片4以及第二諧振窗膜片8順序級聯(lián) 構成。第一諧振窗膜片4和第二諧振窗膜片8的厚度和開孔尺寸由計算獲得，薄膜片可等 效為電容、電感或它們的串并聯(lián)諧振電路，膜片厚度與波導波長具有尺寸可比性時按一段 波導來分析，加工時要嚴格控制其加工精度。諧振窗的尺寸在設計時就考慮到了加工誤差 帶來的影響，對加工誤差引起的濾波器參數(shù)變化進行了定量分析；因此，只要加工誤差控制在設計要求的范圍內，濾波器就能夠達到設計指標。濾波器中的法蘭盤3均為標準法蘭盤， 組裝時由四個螺絲固定，四個螺絲軸線位于同一平面，必要時可加一個定位參考孔，以保證 組裝后膜片平整、諧振窗和諧振窗膜片間波導6準確定位。采用上述方法制作了一個高性 能的Ka波段諧振窗結構的波導濾波器，通帶內插入損耗小于ldB，帶外抑制優(yōu)于45dB，在大 功率工作狀態(tài)下和大范圍溫度變化時性能無明顯惡化。 —種新型的毫米波濾波器由諧振窗膜片、標準波導6、法蘭盤3和過渡波導7組成。 法蘭盤3材料為無氧銅，標準波導6的材料為硬鋁，波導內部鍍銀。加工過程中要嚴格控制 諧振窗的加工精度，保證法蘭盤3的厚度誤差控制在預定范圍內，另外定位孔1的位置也是 需要得到保證的；加工好的第一諧振窗膜片4、第二諧振窗膜片8、法蘭盤3和標準波導6要 防止劃傷，這樣可以減少濾波器內表面不平整引入的導體損耗；將第一諧振窗膜片4、第二 諧振窗膜片8放在法蘭盤3之間，將定位螺絲插入定位孔l，定位螺絲的軸線必須與標準波 導6中心軸線平行，以保證放入標準波導6的第一諧振窗膜片4和第二諧振窗膜片8的平 整，對準后擰緊螺絲；最后，在濾波器的兩端加過渡波導7。 f 上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受 上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經 改進直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種新型的毫米波濾波器，其特征在于所述濾波器的標準波導(6)的兩端連接兩個不同尺寸的第一諧振窗膜片(4)和第二諧振窗膜片(8)后分別連接兩個過渡波導(7)，過渡波導(7)的兩端分別設有兩個法蘭盤(3)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型的毫米波濾波器，其特征在于所述的第一諧振窗 膜片(4)、第二諧振窗膜片(8)、法蘭盤(3)上分別設有四個定位孔(l)，定位螺絲穿過定位 孔(1)將第一諧振窗膜片(4)、第二諧振窗膜片(8)固定在標準波導(6)上，定位螺絲的軸 線與標準波導(6)的中心軸線垂直。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型的毫米波濾波器，其特征在于所述法蘭盤(3)設 有四個定位孔(l)，中間為矩形波導口 (2)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型的毫米波濾波器，其特征在于所述的第一諧振窗 膜片(4)和第二諧振窗膜片(8)的四角上設有四個定位孔(l)，中間為空氣腔(5)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型的毫米波濾波器，其特征在于所述的第一諧振窗 膜片(4)、第二諧振窗膜片(8)為無氧銅，鍍銀材料。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型的毫米波濾波器，其特征在于所述的諧振窗膜片 間波導(6)和過渡波導(7)的材料為硬鋁。
專利摘要本實用新型公開了一種新型的毫米波濾波器，其特征在于所述濾波器的標準波導的兩端連接兩個不同尺寸的第一諧振窗膜片和第二諧振窗膜片后分別連接兩個過渡波導，過渡波導的兩端分別設有兩個法蘭盤，由于采用上述結構，該濾波器具有以下優(yōu)點1、本濾波器在在通帶范圍內，插入損耗在1dB以內；2、濾波器的矩形系數(shù)好，帶外抑制度在偏離通帶1GHz處大于45dB；3、具有良好的頻率選擇性并且寄生頻帶遠；4、結構簡單、加工方便、體積緊湊、重量輕。
文檔編號H01P1/20GK201528029SQ20092018767
公開日2010年7月14日 申請日期2009年9月21日 優(yōu)先權日2009年9月21日
發(fā)明者劉勁松, 吳華夏, 張驍勇, 王 華, 竇增昌 申請人:安徽華東光電技術研究所