一种紧凑型交指滤波器

摘要

本发明公开了一种紧凑型交指滤波器，包括金属腔，金属板，金属柱，输入输出结构，调谐螺钉，上盖板，下盖板。所述金属板为背向指向前向的柱状体，其与前向垂直的横截面形状为U形；该金属板与金属柱垂直连接，两端弯向与该金属板相连的金属柱的短路端，且相邻U形金属板弯折处的柱状体相互内错。本发明的优点在于：能提供一种腔体小型化紧凑型滤波器，解决现有技术在低频段设计的微波滤波器体积大、质量重、加工困难的问题，使微波滤波器加工简单、结构紧凑、原材料节约，寄生通带远。

权利要求

1.一种紧凑型交指滤波器，其特征在于：包括设有两个开口的金属腔（1），两个开口分别为前向开口和后向开口；还包括设置在金属腔（1）前向开口位置的前盖板（6）和设置在金属腔（1）背向开口位置的后盖板（7），以及贯穿金属腔（1）并延伸进金属腔（1）内部的输入输出结构（4）；金属腔（1）包括上内壁和下内壁、以及左内壁和右内壁，金属腔（1）内部还设置有至少二根依次交替连接于金属腔（1）上内壁和下内壁的金属柱（3），金属柱（3）连接金属腔（1）上内壁或下内壁的一端为短路端，另一端为开路端，金属柱（3）开路端还连接有金属板（2），所述金属板（2）与金属腔（1）各个方向上的内壁存在间隙，金属板（2）两端均向着短路端弯曲并与金属柱（3）构成“山”字形结构；输入输出结构分别与靠近金属腔右内壁的第一块金属板弯曲部分和靠近金属腔左内壁的第一块金属板弯曲部分连接，或输入输出结构分别与靠近金属腔右内壁的第一根金属柱和靠近金属腔左内壁的第一根金属柱连接，其余任意金属板（2）的弯曲部分位于相邻金属板和相邻金属柱之间。

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型交指滤波器，其特征在于：所述金属柱（3）为与轴向垂直的矩形体；所述金属板（2）为背向指向前向的柱状体，其与前向垂直的横截面形状为U形。

3.根据权利要求1所述的一种紧凑型交指滤波器，其特征在于：沿前盖板（6）指向后盖板方向，金属柱（3）的长度小于或等于金属板（2）的长度。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的任意一种紧凑型交指滤波器，其特征在于：所述输入输出结构（4）为双导体或多导体结构，所述双导体为同轴结构或微带结构。

5.根据权利要求4所述的紧凑型交指滤波器，其特征在于：金属腔（1）的上内壁和下内壁分别安装着调谐螺钉（5），所述调谐螺钉（5）从金属腔（1）外深入到金属腔（1）内部，其伸入的深度从金属腔（1）的外部加以调节；所述每一颗调谐螺钉（5）与其对应的一个金属板（2）相邻，每一颗调谐螺钉（5）的轴向中心线在其纵向位置上与对应金属柱（3）的轴向中心线重合。

6.根据权利要求5所述的紧凑型交指滤波器，其特征在于：在所述金属板（2）远离金属柱（3）短路端端面的中心点位置开有小孔，调谐螺钉（5）的顶端深入小孔内部，其伸入孔内的深度从金属腔（1）的外部加以调节。

7.根据权利要求4所述的紧凑型交指滤波器，其特征在于：所述金属板（2）远离短路端的端面与金属腔（1）的上内壁或下内壁之间存在间隙，其间隙的距离小于0.3毫米。

说明书

一种紧凑型交指滤波器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种微波小型化滤波器，具体的说，是涉及一种交指结构的紧凑型滤波器。

背景技术

[0002] 普通的交指滤波器包括腔体、位于腔体内的至少3根交替排列的柱子和输入输出结构。其加工主要是采用铣床在金属块上铣出腔体和柱子，再加工盖板，然后通过连接螺钉将滤波器腔体和盖板连接。这种滤波器存在一些不足之处。由于采用铣床加工，腔体与柱子的间隙不能太小，否则难以保证腔体内部尺寸的精确度，所以不能进一步对滤波器进行小型化。采用铣床加工，会增加滤波器的成本。采用金属块加工滤波器腔体和柱子，也将浪费原材料，这点在频率较低的滤波器中表现尤其突出。柱子之间不能靠得太近，太近会使带宽增加，然而输入输出耦合不够，使得反射不能达到基本要求，从而不能最大限度的实现交指滤波器的紧凑性。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种加工简单、结构紧凑、节约原材料、寄生通带远的紧凑型交指滤波器。

[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种紧凑型交指滤波器，包括设有两个开口的金属腔，两个开口分别为前向开口和后向开口；还包括设置在金属腔前向开口位置的前盖板和设置在金属腔背向开口位置的后盖板，以及贯穿金属腔并延伸进金属腔内部的输入输出结构；金属腔包括上内壁和下内壁、以及左内壁和右内壁，金属腔内部还设置有至少二根依次交替连接于金属腔上内壁和下内壁的金属柱，金属柱连接金属腔上内壁或下内壁的一端为短路端，另一端为开路端，金属柱开路端还连接有金属板，所述金属板与金属腔各个方向上的内壁存在间隙，金属板两端均向着短路端弯曲并与金属柱构成“山”字形结构，且金属板弯曲部分与输入输出结构连接，且任意金属板的弯曲部分位于相邻金属板和相邻金属柱之间。输入输出结构分别与靠近金属腔右内壁的第一块金属板弯曲部分和靠近金属腔左内壁的第一块金属板弯曲部分连接，或输入输出结构分别与靠近金属腔右内壁的第一根金属柱和靠近金属腔左内壁的第一根金属柱连接，其余任意金属板的弯曲部分位于相邻金属板和相邻金属柱之间。

[0005] 所述金属柱为与轴向垂直的矩形体；所述金属板为背向指向前向的柱状体，其与前向垂直的横截面形状为U形。

[0006] 沿前盖板指向后盖板方向，金属柱的长度小于或等于金属板的长度。

[0007] 所述输入输出结构为双导体或多导体结构，所述双导体为同轴结构或微带结构。

[0008] 所述输入输出结构连接在靠近金属腔右内壁或左内壁的第一块金属板上。

[0009] 所述输入输出结构连接在靠近金属腔右内壁或左内壁的第一根金属柱上。

[0010] 金属腔的上内壁和下内壁分别安装着调谐螺钉，所述调谐螺钉从金属腔外深入到金属腔内部，其伸入的深度从金属腔的外部加以调节；所述每一颗调谐螺钉与其对应的一个金属板相邻，每一颗调谐螺钉的轴向中心线在其纵向位置上与对应金属柱的轴向中心线重合。

[0011] 在所述金属板远离金属柱短路端端面的中心点位置开有小孔，调谐螺钉的顶端深入小孔内部，其伸入孔内的深度从金属腔的外部加以调节。

[0012] 所述金属板远离短路端的端面与金属腔的上内壁或下内壁之间存在间隙，其间隙的距离小于0.3毫米。

[0013] 所述相邻U形金属板弯折处的柱状体相互内错，即左端U形金属板弯折处的柱状体在相邻右端U形金属板弯折处的柱状体与相邻右端U形金属柱之间，而右端U形金属板弯折处的柱状体在相邻左端U形金属板弯折处的柱状体与相邻左端U形金属柱之间，且它们之间存在间隙；U形金属板弯折处的柱状体不与相邻的金属板非弯折处的柱状体相连。

[0014] 所述输入输出结构的接入方式有两种：

[0015] 第一种是：输入输出结构连接在靠近金属腔右内壁或左内壁的第一块金属板上，且不与靠近金属腔右内壁或左内壁的金属柱连接。第二种是：输入输出结构连接在靠近金属腔右内壁或左内壁的第一根金属柱上，且不与靠近金属腔右内壁或左内壁的金属板连接。

[0016] 为了减少现有这样的滤波器的体积过大的问题，同时为了节约加工原材料成本，因此，本发明设置的金属腔，金属板，金属柱采用一个金属块通过切铣和线切割的方法作为整体加工而成。因此，本发明的金属腔，金属板，金属柱为一个整体结构，基于切铣和线切割的工艺要求，本发明中的金属板远离短路端的端面与金属腔的上内壁或下内壁之间存在间隙，其间隙的距离大约为0.3毫米，同样的，金属板的弯曲端与相邻金属柱之间存在间隙，其间隙的距离小于0.3毫米。在满足切铣和线切割工艺的条件下，他们的间隙以0.3毫米为基础点，他们的间隙越小，谐振腔的谐振频率越低。在满足小型化滤波器设计以后，可尽量的将金属板的面积最大化，以此也可达到减小谐振频率的目的。由于金属板远离短路端的端面与金属腔的上内壁或下内壁之间的间隙很小，金属板远离短路端的端面面积很大，从而使滤波器的加载很大，加载加大实现了滤波器远寄生通带的目的。同时由于他们的间隙过小，此时要对滤波器进行调谐处理时，调谐螺钉伸入滤波器内的长度受到限制，因此调节的效果不好。为此，本发明在金属板开有小孔，使得调谐螺钉可以伸入到小孔内部去，以此解决调谐螺钉伸入的长度问题，使得调谐螺钉可将调节范围扩大。又由于这样的交指滤波器要排列较多的金属柱，从而使滤波器变得过长，不利于滤波器的小型化，所以我们采用了把U形金属板弯折处的柱状体相互内错，从而减小柱子之间的距离，调节U形金属板弯折处的柱状体的长度使滤波器的带宽不增加，从而实现滤波器的基本反射要求，使滤波器更加的紧凑。

[0017] 本发明在现有交指滤波器的基础上，在金属柱远离连接金属腔的一端连接弯曲的金属板，采用了U形金属板弯折处的柱状体相互内错、切铣和线切割的加工方式，同时满足最小切铣方式的需求下生产出上述结构紧凑、成本低、寄生通带远的交指滤波器。

[0018] 本发明的原理是：利用减小金属板远离短路端的端面与金属腔内壁的间隙距离，增加金属板顶端面积的方法使谐振腔的等效电容值增大，从而使滤波器的频率变小，同时兼顾耦合系数的匹配实现交指滤波器的小型化。

[0019] 本发明的优点在于：能提供一种紧凑型交指滤波器，解决现有技术在低频段设计的交指滤波器体积大、质量重、加工困难的问题，使交指滤波器加工简单、结构紧凑、原材料节约，寄生通带远。

附图说明

[0020] 关于本文中的上、下、左、右方向的定义参照图1，上方向为图1中的“↑”指向，下方向为图1中的“↓”指向，左方向为图1中的“←”指向，右方向为图1中的“→”指向，而且图中垂直于纸面指向纸内的方向为背向，垂直于纸面指向读者的方向为前向;由下指向上的方向为轴向，由左指向右的方向为纵向。

[0021] 图1和图2为本发明的主视图。

[0022] 图3为图1和图2的俯视图。

[0023] 图4为图1和图2的另一种B-B向切割左视示意图。

[0024] 图5为本发明的计算数据曲线。

[0025] 图中的标号分别表示为：1、金属腔，2、金属板，3、金属柱，4、输入输出结构，5、调谐螺钉，6、前盖板，7、后盖板。

具体实施方式

[0026] 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明实施方式不限于此。

[0027] 实施例1

[0028] 如图1、图3、图4所示的一种紧凑型交指滤波器，包括设有两个开口的金属腔1，两个开口分别为前向开口和后向开口；还包括设置在金属腔1前向开口位置的前盖板6和设置在金属腔1背向开口位置的后盖板7，以及贯穿金属腔1并延伸进金属腔1内部的输入输出结构4；金属腔1包括上内壁和下内壁、以及左内壁和右内壁，金属腔1内部还设置有至少二根依次交替连接于金属腔1上内壁和下内壁的金属柱3，金属柱3连接金属腔1上内壁或下内壁的一端为短路端，另一端为开路端，金属柱3开路端还连接有金属板2，所述金属板2与金属腔1各个方向上的内壁存在间隙，金属板2两端均向着短路端弯曲并与金属柱3构成“山”字形结构，且金属板2弯曲部分与输入输出结构4连接，任意金属板2的弯曲部分位于相邻金属板和相邻金属柱之间。输入输出结构分别与靠近金属腔右内壁的第一块金属板弯曲部分和靠近金属腔左内壁的第一块金属板弯曲部分连接，或输入输出结构分别与靠近金属腔右内壁的第一根金属柱和靠近金属腔左内壁的第一根金属柱连接，其余任意金属板2的弯曲部分位于相邻金属板和相邻金属柱之间。

[0029] 所述金属柱3为与轴向垂直的矩形体；所述金属板2为背向指向前向的柱状体，其与前向垂直的横截面形状为U形。

[0030] 沿前盖板6指向后盖板方向，金属柱3的长度小于或等于金属板2的长度。

[0031] 所述输入输出结构4为双导体或多导体结构，所述双导体为同轴结构。

[0032] 所述输入输出结构4连接在靠近金属腔1右内壁或左内壁的第一块金属板2上。

[0033] 金属腔1的上内壁和下内壁分别安装着调谐螺钉5，所述调谐螺钉5从金属腔1外深入到金属腔1内部，其伸入的深度从金属腔1的外部加以调节；所述每一颗调谐螺钉5与其对应的一个金属板2相邻，每一颗调谐螺钉5的轴向中心线在其纵向位置上与对应金属柱3的轴向中心线重合。

[0034] 在所述金属板2远离金属柱3短路端端面的中心点位置开有小孔，调谐螺钉5的顶端深入小孔内部，其伸入孔内的深度从金属腔1的外部加以调节。

[0035] 所述金属板2远离短路端的端面与金属腔1的上内壁或下内壁之间存在间隙，其间隙的距离小于0.3毫米。

[0036] 金属板2与相邻的金属板2和相邻的金属柱3存在间隙，金属柱3与相邻的金属板2和相邻的金属柱3存在间隙。

[0037] 所述金属柱3为与轴向垂直的矩形体，所述金属板2为背向指向前向的柱状体，其与前向垂直的横截面形状为U形；该金属板2与金属柱3垂直连接，两端弯向与该金属板2相连的金属柱3的短路端。

[0038] 所述相邻U形金属板2弯折处的柱状体相互内错，即左端U形金属板2弯折处的柱状体在相邻右端U形金属板2弯折处的柱状体与相邻右端U形金属柱3之间，而右端U形金属板2弯折处的柱状体在相邻左端U形金属板2弯折处的柱状体与相邻左端U形金属柱3之间，且它们之间存在间隙；U形金属板2弯折处的柱状体不与相邻的金属板2非弯折处的柱状体相连。

[0039] 垂直于纸面方向上所述金属柱3的长度小于或等于金属板2的长度。所述输入输出结构4为同轴结构。所述输入输出结构4连接在靠近金属腔1右内壁或左内壁的第一块金属板2上，且不与靠近金属腔1右内壁或左内壁的金属柱3连接。

[0040] 金属腔1的上内壁和下内壁分别安装着调谐螺钉5，所述调谐螺钉5从金属腔1外深入到金属腔1内部，其伸入的深度可以从金属腔1的外部加以调节；所述每一颗调谐螺钉5与其对应的一个金属板2相邻，其中心点在纵向的位置与对应的金属柱3中心点重合。

[0041] 所述金属板2远离短路端的端面与金属腔1的上内壁或下内壁之间存在间隙，其间隙的距离小于0.3毫米。

[0042] 如图5所示，

[0043] S1.1代表输出端口接匹配负载时，输入端口的反射系数。

[0044] S2.2代表输入端口接匹配负载时，输出端口的反射系数。

[0045] S2.1代表输出端口接匹配负载时，从输入端口到输出端口的传输系数。

[0046] S1.2代表输入端口接匹配负载时，从输出端口到输入端口的传输系数。

[0047] 如图5所示，在频率1GHZ至频率5GHZ的区间内，只有频率2.5GHZ至频率3.5GHZ的信号才能通过本紧凑型交指滤波器，该2.5GHZ至频率3.5GHZ的信号的中心频率为3GHZ，因此本发明可实现30%左右带宽。

[0048] 实施例2

[0049] 如图2、图3、图4所示，与实施实例1不同的是所述输入输出结构4连接在靠近金属腔1右内壁或左内壁的第一根金属柱3上，且不与靠近金属腔1右内壁或左内壁的金属板2连接。

[0050] 如上上述便可较好的实现本发明。