專利名稱：用于屏蔽室的超寬帶電源濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及濾波器，具體地說，涉及一種超寬帶微波實(shí)驗(yàn)屏蔽室或屏蔽暗室使用的電源濾波器。
迄今的屏蔽室電源濾波器均采用電感元件、電容器、電阻器等集中參數(shù)元件組成濾波網(wǎng)絡(luò)。在使用頻率達(dá)到40GHz量級時，這類元件的引線電感和分布電容會變得很大，致使電感元件的感抗幾近于0，而電容器的感抗卻趨于無窮大，從而完全失去濾波作用。隨著使用頻率的進(jìn)一步提高，則會因這種作用，而使濾波器的插入損耗急驟減小，以致不能充分發(fā)揮濾波的作用。
因此，研制能夠適用于40GHz或更高頻率條件的屏蔽室電源濾波器已是急待解決的課題。張嫻、蔣全興曾著文《電源干擾抑制濾波器微波段插入損耗的改進(jìn)思路》(《全國第五屆電磁兼容性學(xué)術(shù)交流論文集》，1999年)，該文報道了一種電源濾波器，這種濾波器利用微波傳輸線中四分之一波長開路與短路線的阻抗特性，對電磁波進(jìn)行衰減，藉以達(dá)到增大插入損耗的目的。但其插入損耗僅為10dB，而屏蔽室或屏蔽暗室要求電源濾波器的插入損耗應(yīng)在80-100dB范圍。
就電源濾波器而言，可有反射型和吸收型兩種。常見的屏蔽室電源濾波器即屬反射型，由電感和電容器構(gòu)成一節(jié)或多節(jié)的П型、T型、Γ型電源濾波器。它能夠毫無衰減地把直流電源和交流電源的功率輸送給用電設(shè)備，同時大大衰減高頻干擾信號，以保護(hù)設(shè)備免受干擾。吸收型電源濾波器借助濾波器的電介質(zhì)損耗和磁損耗將干擾信號轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?。目前常見的吸收型濾波器由鐵氧體環(huán)構(gòu)成，這種濾波器因其對頻率高于1GHz之干擾信號的吸收性能較差以及在大電流下會產(chǎn)生磁飽和，從而降低甚至喪失磁損耗，而不能適用于高頻和大電流的條件。
上述目的是以如下方式實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型提出一種用于屏蔽室的超寬帶電源濾波器，包括低頻反射型LC濾波器和高頻吸收式濾波器，其中所述低頻反射型LC濾波器和高頻吸收式濾波器串聯(lián)連接；所述高頻吸收式濾波器的金屬殼體內(nèi)部由金屬隔板分成多個屏蔽腔，各屏蔽腔內(nèi)充入高介電常數(shù)的電損耗介質(zhì)或高磁損耗介質(zhì)，并且殼體內(nèi)壁附著絕緣層。所述電損耗介質(zhì)或磁損耗介質(zhì)中埋置螺旋管狀電源線，螺旋管狀電源線在外殼內(nèi)呈S形布置；并且所述金屬殼體及金屬隔板中通過電源線的穿孔處分別設(shè)置鐵氧體支撐圓環(huán)。
采用本實(shí)用新型的電源濾波器，其整體適用頻率范圍低端為10KHz，高端可在40GHz以上，即在10KHz-40GHz頻率范圍內(nèi)具有理想的插入損耗。其中低頻段LC濾波器作為電源輸入端，利于它的“串感并容”結(jié)構(gòu)，可使外界的低頻雜散信號與敏感設(shè)備隔開，阻擋這種干擾并將其反射回干擾源。而對于高頻段的雜散信號，則由于吸收式濾波器中的電損耗介質(zhì)的介電損耗作用，將這種干擾信號變?yōu)闊崮苌l(fā)掉，也就是對外界干擾能量有吸收作用，使其不致返回電路中。在頻率很高時，這種吸收干擾能量的過程的特有優(yōu)點(diǎn)在于可避免在電路內(nèi)產(chǎn)生諧振。由此，可使整個濾波器的插入損耗不低于100dB。
本實(shí)用新型的電源濾波器中，電源線成S形彎折布置，可縮短濾波器外殼的尺寸。并且殼體內(nèi)的電損耗介質(zhì)以及殼體內(nèi)壁的絕緣層以多種途徑保證了整個濾波器的電氣絕緣性能，更因電源線穿過各金屬壁處的鐵氧體支撐環(huán)的設(shè)置，進(jìn)一步提高了本濾波器的絕緣性能，可防止漏電流的產(chǎn)生，從而使電源線中通過的額定電流可達(dá)100A，或者更大。
圖1中的左端，即低頻段濾波器作為電源輸入端。
參照圖1和2，組成高頻吸收式濾波器8的金屬殼體5內(nèi)灌封有高介電常數(shù)的電損耗介質(zhì)1，這是一種高導(dǎo)電碳粉與環(huán)氧樹脂的均勻混合物。金屬殼體5內(nèi)部空間被兩個金屬隔板3分隔成三個小屏蔽腔。各小屏蔽腔的每個內(nèi)壁均附著有絕緣層2，所述絕緣層由鈦酸鋇與環(huán)氧樹脂混合物固化后形成。此薄層既可起到吸收衰減微波電磁能量的作用，還可使到殼體(地)的漏電流減至最小。所述電損耗介質(zhì)1中埋置螺旋狀電源線7。埋置螺旋狀電源線以后，再使所述電損耗介質(zhì)1固化。
再如圖2所示，所述電源線7由銅芯線繞制成3段等距螺旋管，分別埋置于上述三個小屏蔽腔內(nèi)。所述3段螺旋管依次串接，整體成S形。各螺旋管之間的連接導(dǎo)線穿過所述金屬隔板3中的小孔，小孔中設(shè)置鐵氧體支撐圓環(huán)4，連接導(dǎo)線穿過所述鐵氧體支撐圓環(huán)4的內(nèi)孔。銅芯電源線7穿入和穿出屏蔽金屬殼體5的穿孔處也裝設(shè)鐵氧體支撐圓環(huán)4。這些圓環(huán)4除起濾波作用外，也防止形成到殼體的漏電流。
根據(jù)濾波器所需要達(dá)到的插入損耗值可以選擇不同的電損耗介質(zhì)，并可選擇所使用的金屬隔板和小屏蔽腔的數(shù)目。
采用上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例電源濾波器，可達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo)在抑制頻率范圍10KHz～40GHz內(nèi)，插入損耗不低于100dB。
作為比較，下面的表1和表2分別示出現(xiàn)有電源濾波器和本實(shí)施例的組合式電源濾波器的插入損耗。
表1 現(xiàn)有電源濾波器的插入損耗
表2 本實(shí)施例電源濾波器的插入損耗
由以上對比可見，采用本實(shí)用新型實(shí)施例的電源濾波器的抑制頻率范圍超過現(xiàn)有電源濾波器，并且其插入損耗可達(dá)到100dB以上。
權(quán)利要求1.一種用于屏蔽室的超寬帶電源濾波器，包括低頻反射型LC濾波器，和高頻吸收式濾波器，其特征在于，所述低頻反射型LC濾波器和高頻吸收式濾波器串聯(lián)連接；所述高頻吸收式濾波器的金屬殼體內(nèi)部由金屬隔板分成多個屏蔽腔，各屏蔽腔內(nèi)灌封有高介電常數(shù)的電損耗介質(zhì)或高磁損耗介質(zhì)，并且殼體內(nèi)壁附著絕緣層；所述電損耗介質(zhì)或磁損耗介質(zhì)中埋置螺旋管狀電源線，螺旋管狀電源線在外殼內(nèi)呈S形布置；并且所述金屬殼體及金屬隔板中用于通過電源連線的穿孔處分別設(shè)置鐵氧體支撐圓環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述用于屏蔽室的超寬帶電源濾波器，其特征在于，所述LC濾波器(6)采用串聯(lián)電感、并聯(lián)電容的“串感并容”結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述用于屏蔽室的超寬帶電源濾波器，其特征在于，所述高介電常數(shù)的電損耗介質(zhì)(1)是由高導(dǎo)電碳粉與環(huán)氧樹脂均勻混合并固化得到的。
4.如權(quán)利要求1或3所述用于屏蔽室的超寬帶電源濾波器，其特征在于，所述絕緣層(2)由鈦酸鋇與環(huán)氧樹脂混合物固化后形成。
專利摘要一種用于屏蔽室的超寬帶電源濾波器由低頻反射型LC濾波器與高頻吸收式濾波器串聯(lián)而成。高頻吸收式濾波器的金屬殼體內(nèi)部被金屬隔板分成多個屏蔽腔,各屏蔽腔內(nèi)充入高介電常數(shù)的電損耗介質(zhì)或高磁損耗介質(zhì),并且殼體內(nèi)壁附著絕緣層;所述電損耗介質(zhì)中埋置螺旋狀電源線,螺旋管狀電源線在外殼內(nèi)呈S形;并且所述金屬殼體及金屬隔板中通過電源線的穿孔處設(shè)置鐵氧體支撐圓環(huán)。本實(shí)用新型電源濾波器具有工作頻帶寬,插入損耗高的優(yōu)點(diǎn),可適用10KHz—40GHz頻帶范圍,具有高于100dB的插入損耗。使用本濾波器,電源線中流過的電流可達(dá)100A以上,實(shí)現(xiàn)對屏蔽室或屏蔽暗室內(nèi)用電設(shè)備的安全供電。
文檔編號H03H7/01GK2504827SQ0126617
公開日2002年8月7日 申請日期2001年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者周開基, 王志鐸, 崔鵬飛, 劉鳳學(xué), 王廣耀, 李國成, 張曉芬 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七研究院第七○一研究所, 中國人民解放軍63880部隊(duì)