專利名稱：一種四腔螺旋濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種四腔螺旋濾波器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種電子元器件，尤其涉及一種用于VHF頻段對(duì)抗干擾有特別要求的收發(fā)信機(jī)的濾波器。
背景技術(shù)：
[0002]當(dāng)今電磁信號(hào)日益密集、復(fù)雜，不管是民用通信設(shè)備還是軍用通信設(shè)備，對(duì)抗干擾能力的要求越來越高。為提高收發(fā)信機(jī)的抗干擾能力，現(xiàn)在技術(shù)上普遍采用的是在接收前端或發(fā)射后端增加高性能濾波器來實(shí)現(xiàn)，較為先進(jìn)的如壓電晶體共振器等，但其同軸振蕩器體積還是太大，不適合VHF以及UHF頻段的應(yīng)用；由于濾波器位置的特殊性，所以對(duì)其性能有特定要求，如極低的插入損耗和極高的帶外抑制，這也是現(xiàn)有的多腔方陣結(jié)構(gòu)的濾波器所不能勝任的。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有濾波器的不足而發(fā)明的一種用于VHF頻段對(duì)抗干擾有特別要求的收發(fā)信機(jī)的濾波器。[0004]本實(shí)用新型的目的可以經(jīng)過以下措施來實(shí)現(xiàn)[0005]本實(shí)用新型的一種四腔螺旋濾波器，包括依次電連接的輸入接頭、四個(gè)螺旋諧振腔(腔A、腔B、腔C、腔D)、輸出接頭及設(shè)有頂蓋的屏蔽腔體，四個(gè)螺旋諧振腔安裝在屏蔽腔體內(nèi)，輸入接頭和輸出接頭固定連接在屏蔽腔體兩端。所述的四腔螺旋濾波器采用平行雙腔耦合螺旋諧振結(jié)構(gòu)，四個(gè)螺旋諧振腔平行排列在屏蔽腔體底部；所述的輸入接頭和輸出接頭采用同軸接頭，固定連接在屏蔽腔體兩端位于螺旋諧振腔底部四分之一高度處，分別與腔A、腔D電連接；所述的屏蔽腔體采用一次成型的方腔結(jié)構(gòu)；所述的頂蓋上設(shè)有調(diào)諧螺釘。[0006]所述的螺旋諧振腔包括螺旋線圈、介質(zhì)柱、調(diào)諧螺釘，所述的介質(zhì)柱采用聚四氟乙烯材料，螺旋線圈纏繞在介質(zhì)柱上，介質(zhì)柱頂部設(shè)有調(diào)諧螺釘。[0007]所述的屏蔽腔體和頂蓋采用黃銅制作，拋光的腔體內(nèi)表面設(shè)有銀鍍層，屏蔽腔體和頂蓋固定連接在一起。[0008]所述的調(diào)諧螺釘采用黃銅材料，共有七顆，四顆螺旋諧振腔調(diào)諧螺釘，三顆耦合調(diào)諧螺釘；耦合調(diào)諧螺釘分布在相鄰兩顆螺旋諧振腔調(diào)諧螺釘之間，一字排開安裝在頂蓋上， 與頂蓋、屏蔽腔體電連接并可靠接地。[0009]本實(shí)用新型的四腔螺旋濾波器，外型較扁平，適于安裝在通常的插拔槽內(nèi)，較以往的多腔方陣結(jié)構(gòu)更利于集成化設(shè)計(jì)，且整個(gè)設(shè)計(jì)經(jīng)在HFSS上建模和仿真，并進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試，在VHF，UHF頻段，腔體濾波器具有高Q值和較小的設(shè)計(jì)參數(shù)，具有較強(qiáng)的耦合性能和高 Q值，可承受高的功率容量，因此可以得到廣泛地應(yīng)用。


[0010]圖1為本實(shí)用新型的四腔螺旋濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0011]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。[0012]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種四腔螺旋濾波器，包括依次電連接的輸入接頭5、四個(gè)螺旋諧振腔(腔Al、腔B2、腔C3、腔D4)、輸出接頭6及設(shè)有頂蓋9的屏蔽腔體8， 四個(gè)螺旋諧振腔安裝在屏蔽腔體8內(nèi)，輸入接頭5和輸出接頭6固定連接在屏蔽腔體8兩端。四腔螺旋濾波器采用平行雙腔耦合螺旋諧振結(jié)構(gòu)，四個(gè)螺旋諧振腔平行排列在屏蔽腔體8底部；輸入接頭5和輸出接頭6采用同軸接頭，固定連接在屏蔽腔體8兩端位于螺旋諧振腔底部四分之一高度處，分別與腔Al、腔D2電連接；屏蔽腔體8采用一次成型的方腔結(jié)構(gòu)；頂蓋9上設(shè)有調(diào)諧螺釘7。[0013]螺旋諧振腔包括螺旋線圈10、介質(zhì)柱11、調(diào)諧螺釘7，介質(zhì)柱11采用聚四氟乙烯材料，螺旋線圈10纏繞在介質(zhì)柱11上，介質(zhì)柱11頂部設(shè)有調(diào)諧螺釘7。[0014]屏蔽腔體8和頂蓋9采用黃銅制作，拋光的屏蔽腔體8內(nèi)表面設(shè)有銀鍍層，屏蔽腔體8和頂蓋9固定連接在一起。[0015]調(diào)諧螺釘7采用黃銅材料，共有七顆，四顆為螺旋諧振腔調(diào)諧螺釘，三顆為耦合調(diào)諧螺釘；耦合調(diào)諧螺釘分布在相鄰兩顆螺旋諧振腔調(diào)諧螺釘之間，一字排開安裝在頂蓋9 上，與頂蓋9、屏蔽腔體8電連接并可靠接地。[0016]實(shí)施時(shí)，腔體耦合結(jié)構(gòu)的邊界條件很復(fù)雜，用電磁場(chǎng)數(shù)值方法進(jìn)行計(jì)算的復(fù)雜度和計(jì)算量都非常大，本實(shí)用新型采用HFSS軟件進(jìn)行優(yōu)化分析，通過建模和軟件仿真分析可知，當(dāng)兩螺旋線相互垂直時(shí)，其耦合度最小，平行螺旋結(jié)構(gòu)的耦合較強(qiáng)。用平行雙腔耦合螺旋諧振結(jié)構(gòu)作設(shè)計(jì)，這也是一種橫向螺旋濾波結(jié)構(gòu)。諧振腔平行對(duì)稱的結(jié)構(gòu)易于加工和安裝，線圈的軸長(zhǎng)度約等于1/4λ，工作原理相似于1/4λ的同軸線諧振器，η個(gè)諧振腔相當(dāng)于 η個(gè)1/4λ的同軸線諧振器，各諧振器之間的耦合用頂部開窗口的隔離板完成。由于線圈即內(nèi)導(dǎo)體成螺旋狀，電磁波必須沿線圈的各圈依次傳遞，所以大大縮減了諧振器的長(zhǎng)度，濾波器的體積也縮小了。輸入輸出采用同軸接頭，位置在線圈底部的1/4處。通過調(diào)整濾波器上的2η — 1顆螺釘，可改變?yōu)V波器帶寬和諧振位置，使濾波器具有良好的通帶特性。同時(shí)調(diào)節(jié)螺釘與屏蔽盒體旋在一起的，完全接地，使調(diào)節(jié)無干擾。濾波器的感應(yīng)系數(shù)[0017]L = O. 269Xn2d2[l-d/D2] y H[0018]式中n = 1/τ，為每米的螺旋線圈數(shù)，即圈密度。[0019]各項(xiàng)參數(shù)筆者依照以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)和修正’散4 = tij-r =S 0.6 b/d= 1.5[0020] 0. 45 < d/D < 0· 65 ； 1 彡 b/d 彡 4 ；[0021]<>c=2.36/j. x < d/2。[0022]式中D為屏蔽罩內(nèi)徑，d為螺旋線圈中間的平均直徑；Z為線圈的長(zhǎng)度；b為線圈的軸長(zhǎng)度；T為線圈平均間距；Qtl為諧振器Q值；Cltl是導(dǎo)線直徑，f為工作頻率；長(zhǎng)度單位取mm。其他指標(biāo)的設(shè)計(jì)要求中心頻率133MHz，3dB帶寬3MHz，取帶外衰減在 f 士0. 05f ^ 20dB。而根據(jù)這些技術(shù)要求和最大平坦特性的近似公式，確定線圈匝數(shù)為7匝。由此,可確定1 = 1/4 λ 564mm, d = lmm, τ = 5. 5mm,[0023]通過仿真優(yōu)化確定兩個(gè)腔體的距離為37. 5mm和腔體的直徑D = 36. 7mm,深度H = 57. 5mm,并取螺旋線距上下腔體為經(jīng)驗(yàn)值D/4。同時(shí)可得QO = 2. 36*57. 5*1331/2 ^ 1565。 其中金屬螺旋線之間的耦合決定通帶內(nèi)的衰減；腔體的間距對(duì)于濾波器的響應(yīng)頻率影響最大，起決定作用，頻率確定后其間距也基本確定了 ；而其直徑和深度對(duì)于濾波器腔體的Q值影響最大。外形尺寸的確定主要依據(jù)HFSS的仿真和優(yōu)化，得到濾波器各參數(shù)的最好配合。 四腔螺旋濾波器的制作過程采用黃銅作為屏蔽腔體和頂蓋材料，支撐螺旋線的介質(zhì)柱采用聚四氟乙烯材料，頂部調(diào)諧螺釘為黃銅，接頭采用SMA接頭。整個(gè)盒體內(nèi)部用銑刀一次加工而成，避免拼裝盒體帶來的電磁波泄漏，結(jié)構(gòu)的合理設(shè)汁有利于制作的簡(jiǎn)易和方便。[0024]本實(shí)用新型的四腔螺旋濾波器，在VHF，UHF頻段具有高Q值和較小的設(shè)計(jì)參數(shù)；具有較強(qiáng)的耦合性能和高Q值，可承受高的功率容量，因此可以得到廣泛地應(yīng)用。[0025]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變動(dòng)，這些改進(jìn)和變動(dòng)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種四腔螺旋濾波器，包括依次電連接的輸入接頭、腔A、腔B、腔C、腔D四個(gè)螺旋諧振腔、輸出接頭及設(shè)有頂蓋的屏蔽腔體，四個(gè)螺旋諧振腔安裝在屏蔽腔體內(nèi)，輸入接頭和輸出接頭固定連接在屏蔽腔體兩端，其特征在于所述的四腔螺旋濾波器采用平行雙腔耦合螺旋諧振結(jié)構(gòu)，四個(gè)螺旋諧振腔平行排列在屏蔽腔體底部；所述的輸入接頭和輸出接頭采用同軸接頭，固定連接在屏蔽腔體兩端位于螺旋諧振腔底部四分之一高度處，分別與腔A、 腔D電連接；所述的屏蔽腔體采用一次成型的方腔結(jié)構(gòu)；所述的頂蓋上設(shè)有調(diào)諧螺釘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四腔螺旋濾波器，其特征在于所述的螺旋諧振腔包括螺旋線圈、介質(zhì)柱、調(diào)諧螺釘，所述的介質(zhì)柱采用聚四氟乙烯材料，螺旋線圈纏繞在介質(zhì)柱上，介質(zhì)柱頂部設(shè)有調(diào)諧螺釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四腔螺旋濾波器，其特征在于所述的屏蔽腔體和頂蓋采用黃銅制作，拋光的屏蔽腔體內(nèi)表面設(shè)有銀鍍層，屏蔽腔體和頂蓋固定連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四腔螺旋濾波器，其特征在于所述的調(diào)諧螺釘采用黃銅材料，共有七顆，四顆螺旋諧振腔調(diào)諧螺釘，三顆耦合調(diào)諧螺釘；耦合調(diào)諧螺釘分布在相鄰兩顆螺旋諧振腔調(diào)諧螺釘之間，一字排開安裝在頂蓋上，與頂蓋、屏蔽腔體電連接并可靠接地。
專利摘要本實(shí)用新型針對(duì)有線電視的大功率信號(hào)濾波，提供了一種平行四腔螺旋濾波器，其結(jié)構(gòu)不同于以往的多腔方陣結(jié)構(gòu)，在VHF、UHF頻段，具有高Q值和較小的設(shè)計(jì)參數(shù)，可承受高的功率容量，外型較扁平，適于安裝在通常的插拔槽內(nèi)，利于集成化設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)H01P1/208GK202282437SQ201120443600
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者朱輝, 胡海平 申請(qǐng)人:深圳市德沃器件技術(shù)有限公司