專利名稱：低通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低通濾波器，尤其涉及一種微波頻段使用的周期結(jié)構(gòu)同軸線路低 通濾波器。
背景技術(shù)：
圖 1 是表示對比文件 1( 'Microwave Filters, Impedance-MatchingNetwork, and Coupling Structures'G. L. Matthaei et. al, 1962,McGrawHi 11,p. 365-374)中披露的以往 的同軸線路濾波器(低通濾波器)結(jié)構(gòu)的局部分解透視圖。在圖中，附圖標(biāo)記1表示具有 圓形中空內(nèi)腔的圓筒形狀的外部接地導(dǎo)體，附圖標(biāo)記2表示在該外部接地導(dǎo)體1的內(nèi)部同 心位置上與該外部接地導(dǎo)體1隔離設(shè)置的圓柱形狀的內(nèi)部信號導(dǎo)體，附圖標(biāo)記3表示與該 內(nèi)部信號導(dǎo)體2的一端連接的輸入端子，附圖標(biāo)記4表示與該內(nèi)部信號導(dǎo)體2的另一端連 接的輸出端子，附圖標(biāo)記5、6、7分別表示每隔預(yù)定的間隔從圓柱形狀的內(nèi)部信號導(dǎo)體2周 邊表面突出設(shè)置的與內(nèi)部信號導(dǎo)體2同心的具有預(yù)定尺寸的金屬圓盤，附圖標(biāo)記8、9、10分 別表示插入在各個金屬圓盤5、6、7的外周和外部接地導(dǎo)體1內(nèi)周之間的環(huán)狀電介質(zhì)。圖2是圖1所示的同軸線路濾波器的LC梯形等效電路圖。具體地，在圖1中，金 屬圓盤5、6、7，環(huán)狀電介質(zhì)8、9、10與外部接地導(dǎo)體1之間分別共同構(gòu)成低阻抗線路，相當(dāng)于 圖2中的接地電容Cl、C2、C3 ；而內(nèi)部信號導(dǎo)體2與外部接地導(dǎo)體1之間構(gòu)成高阻抗線路， 相當(dāng)于圖2中的電感L1、L2、L3、L4。下面說明圖1所示的同軸線路濾波器的工作原理如果從輸入端子3輸入VHF頻 帶、UHF頻帶、微波頻帶、毫米波頻帶等信號，那么該同軸線路濾波器使上述LC梯形電路決 定的截止頻率以上的頻率信號衰減，僅通過截止頻率以下的信號，并從輸出端子4輸出。因 此，起到低通濾波器的作用。圖1所示的現(xiàn)有的同軸線路低通濾波器是通過低阻抗線和高阻抗線的多級連接， 獲得LC梯形電路的作用，因而，會在一個高阻抗線路的電長度對應(yīng)的頻率上180度的相位 變化產(chǎn)生諧振，造成在比截止頻率高的阻帶中，通過該諧振頻率信號，無法確保寬頻帶的衰 減量。具體地，圖8顯示圖1所示的同軸線路濾波器的衰減特性的特性曲線圖。在圖8 中，橫軸為信號頻率，縱軸為衰減量，fc為截止頻率，fs為高阻抗線路的諧振頻率。如圖8 所示，在比截止頻率fc高的頻帶中，在諧振頻率fs處存在較大的諧振，因此，無法確保寬頻 帶的高衰減量。為了解決該技術(shù)問題，對比文件2(公開號為CN 1288597A的中國專利申請)公開 一種低通濾波器。圖5顯示對比文件2所公開的同軸線路低通濾波器結(jié)構(gòu)的局部分解透視 圖。具體地，如圖5所示，它在高阻抗線路(內(nèi)部信號導(dǎo)體2)的中央位置設(shè)置兩個小 金屬片13和14，作為第二電容性導(dǎo)體，防止在高阻抗線之間產(chǎn)生諧振，從而在比截止頻率 高的頻帶中確保寬頻帶的高衰減量?；谕瑯拥脑?，也可以用小的金屬盤加載在高阻抗線的中央位置，達(dá)到同樣的效果。圖9顯示圖5所示的同軸線路濾波器的衰減特性的特性曲線圖。在圖9中，橫軸 為信號頻率，縱軸為衰減量，fc為截止頻率，fs為高阻抗線路的諧振頻率。如圖9所示，在 比截止頻率fc高的頻帶中，在諧振頻率fs處的諧振快速衰減到-SOdB以下，因此，能夠確 保寬頻帶的高衰減量。但是，圖5所示的同軸線路濾波器存在如下缺點(diǎn)由于高阻抗線的內(nèi)部信號導(dǎo)體 較細(xì)，在上面加載金屬片或金屬盤，增加了加工制造難度。并且，由于增加了金屬片，零件總 數(shù)量增加，也提高了低通濾波器的生產(chǎn)成本。圖3是表示對比文件2 (《微波工程》，第三版，David M. Pozar, P320)中披露的周 期結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，在中空的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，電抗性的金屬周期模片PF 等間距地加載在波導(dǎo)空腔中，構(gòu)成周期性加載波導(dǎo)傳輸線，簡稱為‘周期結(jié)構(gòu)波導(dǎo)’。其中， 金屬周期模片PF的大小相同，間距相等。圖4為圖3所示的周期結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的等效電路圖，金屬周期模片PF可以模擬為跨接 傳輸線上的集總參數(shù)電抗jb。該周期結(jié)構(gòu)波導(dǎo)提供慢波傳播，在一定的頻率范圍內(nèi)存在多 個周期性的帶通和帶阻頻率區(qū)域，與濾波器的通帶和阻帶頻率特性相類似，主要用于行波 管，移相器和天線中。但是，圖3所示的周期結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的主要缺陷是1)必須有大數(shù)量的金屬周期模片 (至少需要十個、有時甚至需要幾十個金屬周期模片)才能提供有效的通帶和阻帶頻率特 性，大量的金屬周期模片的存在使得周期性加載波導(dǎo)傳輸線的結(jié)構(gòu)體積變大；2)由于受到 結(jié)構(gòu)體積的限制，金屬周期模片的數(shù)量不能無限大，導(dǎo)致多個周期性的帶通頻率區(qū)域接近， 無法濾除高次諧波，更無法確保阻帶內(nèi)寬頻帶的高衰減量；3)在周期結(jié)構(gòu)波導(dǎo)和外部普通 傳輸線連接時，需要特殊的阻抗匹配單元或連接器，否則，由于它們的特性阻抗不匹配，在 連接處將產(chǎn)生較大的反射損失，無法確保通帶帶寬內(nèi)的低插入損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單的、具有寬阻帶帶寬的低通濾波器。它結(jié)合了周期 結(jié)構(gòu)同軸線路的通帶阻帶特性，及四分之一波長阻抗變換單元的阻抗匹配特性，從而實(shí)現(xiàn) 了低通濾波器的低通濾波效果。本發(fā)明在于，周期結(jié)構(gòu)同軸線路的兩端設(shè)置有第二金屬圓盤，它們與輸入/輸出 端子，以及內(nèi)部信號導(dǎo)體的兩端共同構(gòu)成輸入/輸出端口的阻抗匹配單元。該阻抗匹配單 元采用四分之一波長阻抗變換原理，將周期性加載傳輸線與外部普通傳輸線進(jìn)行了有效的 阻抗匹配，在確保通帶帶寬內(nèi)的低插入損失的同時，拓寬了大于截止頻率的寬阻帶頻率范 圍。在文件3 (Foundations for Microwave Engineering, 2nd Ed. , Robert, Ε, Collin, 2001，IEEE Press, P563，F(xiàn)ig. 8. 7)所示的周期結(jié)構(gòu)傳輸線的阻抗匹配中，將四分之一波長 變換單元視為無限長周期性加載傳輸線的一個片段，也就是說，在引入四分之一波長變換 單元對周期結(jié)構(gòu)進(jìn)行阻抗匹配后，等效于將有限長的周期結(jié)構(gòu)傳輸線轉(zhuǎn)化成了無限長的周 期結(jié)構(gòu)傳輸線。這樣，通過有限數(shù)量的金屬周期模片拓寬了低通濾波器的通帶阻帶頻率特 性，并克服了周期結(jié)構(gòu)傳輸線中周期模片數(shù)量多，體積大的缺陷。以上所述就是我們設(shè)計周期結(jié)構(gòu)同軸線路低通濾波器的理論依據(jù)，它們構(gòu)成了我們設(shè)計周期結(jié)構(gòu)低通濾波器的基本 設(shè)計思想。根據(jù)本發(fā)明提供的一種低通濾波器，由周期結(jié)構(gòu)同軸線路及阻抗匹配單元構(gòu)成。 所述周期結(jié)構(gòu)同軸線路，包括外部接地導(dǎo)體，所述外部接地導(dǎo)體具有圓柱形中空內(nèi)腔；內(nèi) 部信號導(dǎo)體，所述內(nèi)部信號導(dǎo)體同軸地設(shè)置在所述外部接地導(dǎo)體的圓形中空內(nèi)腔中；和彼 此相同的兩個或更多個第一金屬圓盤，所述兩個或更多個第一金屬圓盤同軸地設(shè)置在內(nèi)部 信號導(dǎo)體上，并且沿所述內(nèi)部信號導(dǎo)體相互等間距地隔開第一間距。所述阻抗匹配單元，包 括彼此相同的兩個第二金屬圓盤，所述兩個第二金屬圓盤分別同軸地設(shè)置在所述內(nèi)部信 號導(dǎo)體的兩端處，并且與相鄰的所述第一金屬圓盤分別間隔開第二間距；和彼此相同的輸 入端子和輸出端子，所述輸入端子和輸出端子分別設(shè)置在所述第二金屬圓盤的兩端，其中， 所述第二金屬圓盤的直徑小于所述第一金屬圓盤的直徑。在本發(fā)明的一個實(shí)例性的實(shí)施例中，所述低通濾波器包括相互平行的三個第一金 屬圓盤，它們間距相等，并與外部接地導(dǎo)體和內(nèi)部信號導(dǎo)體一起，共同構(gòu)成本發(fā)明的周期結(jié) 構(gòu)同軸線路部分。在本發(fā)明的一個實(shí)例性的實(shí)施例中，所述第一金屬圓盤的直徑等于所述第一間距 與第一金屬圓盤厚度之和。在本發(fā)明的一個實(shí)例性的實(shí)施例中，所述第二金屬圓盤的直徑等于所述第二間距 與第二金屬圓盤厚度之和。在本發(fā)明的一個實(shí)例性的實(shí)施例中，所述第一金屬圓盤的外周面與所述外部接地 導(dǎo)體的內(nèi)周面之間具有第一空氣間隙，并通過該第一空氣間隙間隔開。在本發(fā)明的一個實(shí)例性的實(shí)施例中，所述第二金屬圓盤的外周面與所述外部接地 導(dǎo)體的內(nèi)周面之間具有第二空氣間隙，并通過該第二空氣間隙間隔開。在本發(fā)明的一個實(shí)例性的實(shí)施例中，所述第二金屬圓盤分別與所述輸入端子和輸 出端子一體形成。在本發(fā)明的再一個實(shí)例性的實(shí)施例中，所述第一、第二金屬圓盤的外周面與所述 外部接地導(dǎo)體的內(nèi)周面之間分別具有第一、第二空氣間隙，并通過該第一、第二空氣間隙間 隔開。在本發(fā)明的再一個實(shí)例性的實(shí)施例中，所述第一金屬圓盤的直徑等于所述第一間 距與第一金屬圓盤厚度之和。在本發(fā)明的再一個實(shí)例性的實(shí)施例中，所述第二金屬圓盤的直徑等于所述第二間 距與第二金屬圓盤厚度之和。在本發(fā)明的再一個實(shí)例性的實(shí)施例中，所述第一、第二金屬圓盤與所述輸入端子 和輸出端子及內(nèi)部信號導(dǎo)體一體形成。在本發(fā)明的再一個實(shí)例性的實(shí)施例中，每個所述第二金屬圓盤的厚度與每個所述 第一金屬圓盤的厚度均彼此相同。本發(fā)明通過在直徑較大的第一金屬圓盤(簡稱為‘大周期模片’)的兩側(cè)分別設(shè) 置一個直徑較小的第二金屬圓盤(簡稱為‘小周期模片’)，完成周期結(jié)構(gòu)同軸線路與外部 普通傳輸線的阻抗匹配，在低頻通帶區(qū)域內(nèi)減少了插入損失，并拓寬了周期性加載傳輸線 低通濾波器的帶阻特性，在大于截止頻率的寬阻帶范圍內(nèi)充分衰減截止頻率以上的高頻成
5分。


圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)中披露的同軸線路濾波器(低通濾波器)結(jié)構(gòu)的局部分解透視 圖；圖2顯示圖1所示的同軸線路濾波器的LC梯形等效電路圖；圖3顯示現(xiàn)有技術(shù)中披露的周期結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示的周期結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的等效電路圖；圖5顯示現(xiàn)有技術(shù)中公開的另一種同軸線路低通濾波器結(jié)構(gòu)的局部分解透視圖；圖6顯示本發(fā)明的濾波器的第一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7顯示圖6所示的濾波器的軸向剖視圖；圖8顯示圖1所示的同軸線路濾波器的衰減特性的特性曲線圖；圖9顯示圖5所示的同軸線路濾波器的衰減特性的特性曲線圖；圖10顯示本發(fā)明的實(shí)例性的低通濾波器的頻率響應(yīng)特性曲線；圖11顯示本發(fā)明的濾波器的第二種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記外部接地導(dǎo)體1內(nèi)部信號導(dǎo)體2輸入端子3輸出端子4第一金屬圓盤(大周期模片) 5、6、7第二金屬圓盤(小周期模片) 11、1具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)例性的實(shí)施例，實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中相同 或相似的標(biāo)號表示相同或相似的元件。下面參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在解釋 本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。第一實(shí)施例圖6、7和圖10顯示本發(fā)明的低通濾波器的第一種實(shí)例性的實(shí)施例。具體地，圖6 顯示本發(fā)明的濾波器的一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7顯示圖6所示的濾波器的軸向 剖視圖；圖10顯示圖6所示的本發(fā)明的濾波器的頻率響應(yīng)特性曲線。如圖6所示，在本實(shí)施例中，濾波器包括圓筒形狀的外部接地導(dǎo)體1 ；同心地設(shè)置 在外部接地導(dǎo)體1中的內(nèi)部信號導(dǎo)體2 ；相互等間隔地設(shè)置在內(nèi)部信號導(dǎo)體2上的三個第 一金屬圓盤5、6、7 ；分別設(shè)置在內(nèi)部信號導(dǎo)體2的兩端處的兩個第二金屬圓盤11、12 ；與內(nèi) 部信號導(dǎo)體2的一端連接的輸入端子3 ；和與內(nèi)部信號導(dǎo)體2的另一端連接的輸出端子4。如圖6所示，在本實(shí)施例中，外部接地導(dǎo)體1具有均勻一致的內(nèi)徑，即外部接地導(dǎo) 體1的內(nèi)徑在整個軸向上是恒定不變的。同樣，內(nèi)部信號導(dǎo)體2為一個具有均勻一致直徑 的細(xì)長圓柱形導(dǎo)體，即內(nèi)部信號導(dǎo)體2的直徑在整個軸向上是恒定不變的。如圖6所示，在本實(shí)施例中，三個第一金屬圓盤5、6、7具有相同的直徑、相同的厚度和相同的制造材料。理想地，三個第一金屬圓盤5、6、7完全相同。三個第一金屬圓盤5、 6、7相互平行，并以相等的間距，同軸地排列在內(nèi)部信號導(dǎo)體2的中部，不妨將該間距定義 成第一間距，具體地，如圖7所示，該第一間距用附圖標(biāo)記dl表示。如圖6所示，在本實(shí)施例中，兩個第二金屬圓盤11、12具有相同的直徑、相同的厚 度和相同的制造材料。理想地，兩個第二金屬圓盤11、12完全相同。第二金屬圓盤11與其 相鄰的第一金屬圓盤5之間的間距等于第二金屬圓盤12與與其相鄰的第一金屬圓盤7之 間的間距，不妨將該間距定義成第二間距，具體地，如圖7所示，該第二間距用附圖標(biāo)記d2 表示。兩個第二金屬圓盤11、12相互平行，并與內(nèi)部信號導(dǎo)體2同軸。如圖6所示，在本實(shí)施例中，第二金屬圓盤11、12的直徑小于第一金屬圓盤5、6、7 的直徑。在本發(fā)明中，如此設(shè)置的目的是為了通過使用有限個直徑不等的兩種周期膜片來 構(gòu)造物理特性近似或等同于由直徑相等的無數(shù)個周期膜片所構(gòu)成的周期性加載傳輸線的 通帶阻帶頻率特性。這樣，既能夠獲得由無數(shù)個周期膜片所構(gòu)成的周期性加載傳輸線的低 通濾波特性，又能夠大大減小低通濾波器的物理尺寸和制造成本，因?yàn)橹恍枰獌煞N直徑大 小的有限個金屬周期膜片。例如，在圖6所示的實(shí)例性的實(shí)施例中，僅具有兩種直徑的五個 金屬周期膜片三個第一金屬圓盤5，6，7和兩個第二金屬圓盤11，12。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一金屬圓盤5、6、7的間距相等，理想地，三個第一金屬圓盤5、6、7之間的間距完全相同。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第二金屬圓盤11到第一金屬圓盤5的距離等于第二金屬圓 盤12到第一金屬圓盤7的距離。理想地，兩個第二金屬圓盤11，12到第一金屬圓盤5，7的 間距完全相同。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，每個第一金屬圓盤5、6、7的直徑等于第一間距dl 與第一金屬圓盤5、6、7的厚度tl之和，即每個第一金屬圓盤5、6、7的直徑等于dl+tl。但 是，需要說明的是，這不是必須的，在其他變化實(shí)施例中，第一金屬圓盤5、6、7的直徑也可 以不等于第一間距dl與第一金屬圓盤5、6、7的厚度tl之和。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，每個第二金屬圓盤11、12的直徑等于第二間距d2 與第二金屬圓盤11、12的厚度t2之和，即每個第二金屬圓盤11、12的直徑等于d2+t2。但 是，需要說明的是，這不是必須的，在其他變化實(shí)施例中，第二金屬圓盤11、12的直徑也可 以不等于第二間距d2與第二金屬圓盤11、12的厚度t2之和。 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，每個第二金屬圓盤11、12的厚度t2等于每個第一 金屬圓盤5、6、7的厚度tl，即每個第二金屬圓盤的厚度與每個第一金屬圓盤的厚度均彼此 相同。但是，本發(fā)明不局限于此，第二金屬圓盤的厚度也可以不等于第一金屬圓盤的厚度。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，第一金屬圓盤5、6、7的外周面與外部接地導(dǎo)體1 的內(nèi)周面之間具有預(yù)定的第一空氣間隙，并通過該第一空氣間隙間隔開，即在第一金屬圓 盤5、6、7的外周面與外部接地導(dǎo)體1的內(nèi)周面之間除了具有第一空氣間隙外，沒有插入任 何其它電介質(zhì)。具體地，如圖7所示，該第一空氣間隙用附圖標(biāo)記σ 表示。在該優(yōu)選實(shí)施 例中，由于第一金屬圓盤5、6、7的外周面與外部接地導(dǎo)體1的內(nèi)周面之間直接通過第一空 氣間隙介電隔離，而不需要使用額外的電介質(zhì)，因此，大大減少了零件數(shù)量，節(jié)約了制造成 本。而且，由于不需要使用額外的電介質(zhì)，消除了由電介質(zhì)表面產(chǎn)生的反射損失，降低了本 發(fā)明實(shí)施例的插入損失，改善了低通通帶內(nèi)的頻率通過特性。
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在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，第二金屬圓盤11、12的外周面與外部接地導(dǎo)體1 的內(nèi)周面之間具有預(yù)定的第二空氣間隙，并通過該第二空氣間隙間隔開，即在第二金屬圓 盤11、12的外周面與外部接地導(dǎo)體1的內(nèi)周面之間除了具有第二空氣間隙外，沒有插入任 何其它電介質(zhì)。具體地，如圖7所示，該第二空氣間隙用附圖標(biāo)記σ2表示。在該優(yōu)選實(shí) 施例中，由于第二金屬圓盤11、12的外周面與外部接地導(dǎo)體1的內(nèi)周面之間直接通過第二 空氣間隙介電隔離，而不需要使用額外的電介質(zhì)，因此大大減少了零件數(shù)量，節(jié)約了制造成 本。同樣地，降低了插入損失，改善了低通通帶的頻率通過特性。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，第一金屬圓盤5、6、7可以與內(nèi)部信號導(dǎo)體2 —體 形成，這樣便于加工和安裝，并減少了零件數(shù)量。但是，需要說明的是，第一金屬圓盤5、6、7 也可以是獨(dú)立于內(nèi)部信號導(dǎo)體2的獨(dú)立構(gòu)件，使用時，直接組裝在內(nèi)部信號導(dǎo)體2上。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，第二金屬圓盤11、12與內(nèi)部信號導(dǎo)體2 —體形成， 這樣便于加工和安裝，并減少了零件數(shù)量。但是，需要說明的是，第二金屬圓盤11、12也可 以是獨(dú)立于內(nèi)部信號導(dǎo)體2的獨(dú)立構(gòu)件，使用時，直接組裝在內(nèi)部信號導(dǎo)體2上。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，第二金屬圓盤11、12分別與所述輸入端子3和輸 出端子4 一體形成，這樣便于加工和安裝，并減少了零件數(shù)量。下面借用實(shí)例和該實(shí)例的頻率響應(yīng)特性曲線來說明本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)在該實(shí)例中，外部接地導(dǎo)體1的內(nèi)徑約16mm，總長度約80mm ；中心信號導(dǎo)體2的直 徑約2. 6mm ；第一金屬圓盤5、6、7的直徑約14mm，厚度約2mm，第一間距dl約12mm ；第二金 屬圓盤11、12的直徑約12mm，厚度約2mm，第二距離d2約IOmm ；輸入端子3和輸出端子4的 外徑為7. 0mm。在本實(shí)例中，由于外部接地導(dǎo)體1的內(nèi)徑為16mm，輸入/輸出端子3，4的外 徑為7. 0mm，輸入輸出端口部的特性阻抗均為50歐姆。所以，該同軸線路低通濾波器可以方 便地與50歐姆的7/16同軸型射頻/微波連接器相連，省去了阻抗轉(zhuǎn)換連接?；蛘撸瑢⑤斎?輸出端口設(shè)計為7/16同軸型射頻/微波連接器的結(jié)構(gòu)形式，成為7/16接口的微波同軸型 低通濾波器。圖10顯示上述實(shí)例性的低通濾波器的頻率響應(yīng)特性曲線。該同軸型低通濾波器 截止頻率fc約為3. 4GHz，在截止頻率以下的低頻通帶內(nèi)具有較小的反射損失和插入損失； 在截止頻率以上到20GHz的寬阻帶帶寬內(nèi)有良好的寬阻帶頻率特性。第二實(shí)施例圖11顯示本發(fā)明的低通濾波器的實(shí)例性的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖11所示，第二實(shí)施例所示的低通濾波器與第一實(shí)施例所示的低通濾波器的 區(qū)別僅在于設(shè)置了兩個第一金屬圓盤5、7，而不象第一實(shí)施例那樣設(shè)置三個第一金屬圓
5、6、7 ο需要說明的是，在本發(fā)明中，第一金屬圓盤的設(shè)置數(shù)量不僅可以是兩個、三個，還 可以是四個或更多個。本發(fā)明的適用范圍本發(fā)明的低通濾波器適用于VHF頻帶，UHF頻帶，微波頻帶，毫米波頻帶中使用。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行變化。本發(fā)明的適用范 圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
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權(quán)利要求
一種低通濾波器，由周期結(jié)構(gòu)同軸線路及阻抗匹配單元構(gòu)成，所述周期結(jié)構(gòu)同軸線路，包括外部接地導(dǎo)體(1)，所述外部接地導(dǎo)體(1)具有圓柱形中空內(nèi)腔；內(nèi)部信號導(dǎo)體(2)，所述內(nèi)部信號導(dǎo)體(2)同軸地設(shè)置在所述外部接地導(dǎo)體(1)的圓形中空內(nèi)腔中；和彼此相同的兩個或更多個第一金屬圓盤(5、6、7)，所述兩個或更多個第一金屬圓盤(5、6、7)同軸地設(shè)置在內(nèi)部信號導(dǎo)體(2)上，并且沿所述內(nèi)部信號導(dǎo)體(2)相互等間距地隔開第一間距(d1)，所述阻抗匹配單元，包括彼此相同的兩個第二金屬圓盤(11、12)，所述兩個第二金屬圓盤(11、12)分別同軸地設(shè)置在所述內(nèi)部信號導(dǎo)體(2)的兩端處，并且與相鄰的所述第一金屬圓盤(5、7)分別間隔開第二間距(d2)；和彼此相同的輸入端子(3)和輸出端子(4)，所述輸入端子(3)和輸出端子(4)分別設(shè)置在所述第二金屬圓盤(11、12)的兩端，其中，所述第二金屬圓盤(11、12)的直徑小于所述第一金屬圓盤(5、6、7)的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低通濾波器，其特征在于，所述低通濾波器包括相互平行的 三個第一金屬圓盤(5、6、7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低通濾波器，其特征在于，所述第一金屬圓盤(5、6、7)的直徑 等于所述第一間距(dl)與所述第一金屬圓盤(5、6、7)的厚度(tl)之和。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的低通濾波器，其特征在于，所述第二金屬圓盤(11、12)的 直徑等于所述第二間距(d2)與所述第二金屬圓盤(11、12)的厚度(t2)之和。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低通濾波器，其特征在于，所述第一金屬圓盤(5、6、7)的外周 面與所述外部接地導(dǎo)體(1)的內(nèi)周面之間具有第一空氣間隙(o 1)，并通過該第一空氣間 隙(ol)間隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的低通濾波器，其特征在于，所述第二金屬圓盤(11、12)的 外周面與所述外部接地導(dǎo)體(1)的內(nèi)周面之間具有第二空氣間隙(0 2)，并通過該第二空 氣間隙(o2)間隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低通濾波器，其特征在于，所述第二金屬圓盤(11、12)分別與 所述輸入端子和輸出端子(3，4) 一體形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低通濾波器，其特征在于，每個所述第二金屬圓盤(11、12)的 厚度(t2)與每個所述第一金屬圓盤(5、6、7)的厚度(tl)均彼此相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低通濾波器，它由周期結(jié)構(gòu)同軸線路及其阻抗匹配單元構(gòu)成。本發(fā)明包括具有圓形中空內(nèi)腔的外部接地導(dǎo)體、設(shè)置在所述外部接地導(dǎo)體的圓形中空內(nèi)腔中的內(nèi)部信號導(dǎo)體、設(shè)置在內(nèi)部信號導(dǎo)體中部的兩個或更多個相同的第一金屬圓盤和分別設(shè)置在內(nèi)部信號導(dǎo)體兩端處的兩個相同的第二金屬圓盤。本發(fā)明通過在直徑較大的第一金屬圓盤的兩側(cè)分別設(shè)置一個直徑較小的第二金屬圓盤，完成周期結(jié)構(gòu)同軸線路與外部普通傳輸線的阻抗匹配。本發(fā)明通過使用阻抗匹配單元，有效地減少了周期結(jié)構(gòu)傳輸線的插入損失，提高了低通帶的頻率通過特性，并且拓寬了周期結(jié)構(gòu)傳輸線的阻帶頻率范圍，在大于截止頻率的寬阻帶范圍內(nèi)充分衰減截止頻率以上的高頻成分。
文檔編號H03H7/01GK101931113SQ200910054089
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者嚴(yán)忠友 申請人:泰科電子(上海)有限公司