CN108493542B - 一种可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于通信技术领域，提供了一种可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，包括有滤波器主体和谐振结构，所述谐振结构连接在所述滤波器主体的输入端，所述谐振结构用以产生低于所述滤波器主体自身形成的最低次模谐波所对应频率的谐振频率。借此，本发明能够使得低通滤波器在自身高次谐波的频段仍能正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器。
背景技术
同轴线型低通滤波器通常是配合腔体滤波器使用的，用于抑制腔体滤波器产生的高次模。在公告号为CN202217757U、发明名称为《一种同轴低通滤波器》的专利文献中所公开的同轴低通滤波器低阻抗段圆柱体中间部分挖空，将等效为电容的感应部分做大，在相同长度尺寸下，此同轴低通滤波器对寄生通带和高次模的抑制效果更好。而在公告号为CN102610878A、发明名称为《一种同轴低通滤波器》的专利文献中所公开的同轴低通滤波器，在低通滤波器的两个接头位置设置了两个高次谐波抑制筒，最终实现了6.5倍的倍频程带宽，并提高了器件的功率容量和性能稳定性。
由于同轴线型滤波器中电磁波传输的主模式是TEM波(Transverse Electric andMagnetic Field，电磁波的电场和磁场都在垂直于传播方向的平面上的一种电磁波)，但当传播频率增高时，波长随之缩短，同轴线横截面尺寸与波长λ可以比拟了，此时，同轴线上还可能存在无穷多个色散的高次模式，包括横电波TE波和横磁波TM波。其中最低次模是TE11波，其对应的截止波长其中a、b分别是低通内导体的低阻段半径和低通外导体半径；ξr是热缩套管的介电常数。也就是说，此时同轴线型低通滤波器自身会出现一个临近通带的高次谐波，在谐波对应的频段处，低通的滤波性能将大大折扣，从而导致影响主体滤波器(腔体滤波器)的高次谐波的抑制性能。目前现有的多数同轴线型低通滤波器都在强调高次谐波抑制能力的开发，有的是抑制效果变好了，有的是倍频程带宽扩大了，但都忽略了一个问题——同轴线型低通滤波器自身会产生高次谐波，所以，大多数专利提出的抑制能力改善的方案没有考虑到同轴线型滤波器自身高次谐波问题。如图1，设一个外导体直径为10mm的同轴线型低通滤波器，低阻段内导体直径为9.5mm，内外导体之间填充介电常数为2.1的聚四氟乙烯，根据以上公式可以得到此规格同轴低通滤波器的最低次模对应的截止波长，对应的频率也就是说此规格低通滤波器会在6.6G附近出现高次谐波，这将影响该滤波器在6.6G附近的抑制性能。
综上可知，现有的方法在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供了一种可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，能够使得低通滤波器在自身高次谐波的频段仍能正常工作。
为了实现上述目的，本发明提供了一种可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，包括有滤波器主体和谐振结构，所述谐振结构连接在所述滤波器主体的输入端，所述谐振结构用以产生低于所述滤波器主体自身形成的最低次模谐波所对应频率的谐振频率。
根据所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，所述谐振结构的内部中空，且所述谐振结构的内部设有至少一感应部和传输线，所述感应部和所述传输线之间设有连接体；所述感应部与所述谐振结构的内壁平行且所述连接体垂直连接于所述感应部的端部，所述传输线的输出端与所述滤波器主体的输入端连接。
根据所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，设所述谐振频率为f，则其中，C为所述谐振结构的等效电容，L为谐振结构的等效电感。
根据所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，所述等效电容其中，ε为所述谐振结构内部填充介质的介电常数，S为所述感应部正对于所述谐振结构内壁的面积，k为静电力常量，d为所述感应部与所述谐振结构内壁的距离。
根据所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，所述等效电感与所述连接体垂直于所述感应部的横向宽度呈正比。
根据所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，所述等效电感与所述连接体平行于所述感应部的纵向厚度呈反比。
根据所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，所述滤波器主体包括有外导体、内导体以及填充于所述外导体和所述内导体之间的介质材料，所述内导体设有至少一高阻抗段和至少一低阻抗段。
根据所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，所述传输线连接于所述内导体的输入端。
根据所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，所述介质材料为热缩套管。
本发明所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，包括有滤波器主体和谐振结构，所述谐振结构连接在所述滤波器主体的输入端，所述谐振结构用以产生低于所述滤波器主体自身形成的最低次模谐波所对应频率的谐振频率。借此，本发明能够使得低通滤波器在自身高次谐波的频段仍能正常工作。
附图说明
图1为现有技术中的低通滤波器的测试波形图；
图2为本发明优选实施例所述可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器的结构示意图；
图3为图2中的所述可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器的谐振结构的示意图；
图4为本发明优选实施例所述可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器的谐振结构的等效电路。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图2示出本发明优选实施例所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，包括有滤波器主体100和谐振结构200，所述谐振结构200连接在滤波器主体100的输入端，所述谐振结构200用以产生低于滤波器主体100自身形成的最低次模谐波所对应频率的谐振频率。通过所述谐振频率过滤滤波器在自身高次谐波处的干扰，进而保证低通滤波器在自身高次谐波处仍能有较好的抑制效果。
如图3，所述谐振结构200的内部中空，且所述谐振结构200的内部设有至少一感应部201和传输线203，所述感应部201和传输线203之间设有连接体202；所述感应部201与谐振结构200的内壁平行且所述连接体202垂直连接于感应部201的端部，所述传输线203的输出端与滤波器主体100的输入端连接。本发明的所述谐振结构200等效于一连接在所述滤波器主体100的LC电路，如图4；本发明通过所述谐振结构200在低于滤波器主体100自身形成的最低次模谐波所对应频率处产生一个谐振频率或传输零点，用此谐振频率或传输零点达到改善低通抑制性能的作用。
具体的是，设所述谐振频率为f，则其中，C为所述谐振结构的等效电容，L为谐振结构的等效电感；其中的等效电容C和等效电感L分别为上述等效LC电路中的电容和电感；所述等效电容其中，ε为所述谐振结构200内部填充介质的介电常数，S为所述感应部201正对于谐振结构200内壁的面积，k为静电力常量，d为所述感应部与所述谐振结构内壁的距离；其电容值越大，对应的谐振频率越低，反之则反。
所述等效电感与所述连接体垂直于所述感应部的横向宽度呈正比；所述等效电感与所述连接体平行于所述感应部的纵向厚度呈反比。其电感值的大小和连接体202在谐振结构200的空腔内的横向宽度和纵向厚度有关，宽度越宽，厚度越薄，电感值越大，对应的谐振频率越低，反之则反。
优选的是，所述滤波器主体100包括有外导体、内导体以及填充于所述外导体和所述内导体之间的介质材料，所述内导体设有至少一高阻抗段102和至少一低阻抗段101。所述传输线203连接于内导体的输入端；所述介质材料为热缩套管。
当然，所述谐振结构自身也会有最低次模谐波，通过预先计算和结构设计，将此结构的最低次模谐波设置在高于低通滤波器的谐波对应的频率。
综上所述，本发明所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，包括有滤波器主体和谐振结构，所述谐振结构连接在所述滤波器主体的输入端，所述谐振结构用以产生低于所述滤波器主体自身形成的最低次模谐波所对应频率的谐振频率。借此，本发明能够使得低通滤波器在自身高次谐波的频段仍能正常工作，解决了同轴线型低通滤波器在自身高次模时无法正常工作的问题。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，其特征在于，包括有滤波器主体和谐振结构，所述谐振结构连接在所述滤波器主体的输入端，所述谐振结构用以产生低于所述滤波器主体自身形成的最低次模谐波所对应频率的谐振频率；
所述谐振结构的内部中空，且所述谐振结构的内部设有至少一感应部和传输线，所述感应部和所述传输线之间设有连接体；所述感应部与所述谐振结构的内壁平行且所述连接体垂直连接于所述感应部的端部，所述传输线的输出端与所述滤波器主体的输入端连接；
所述滤波器主体包括有外导体、内导体以及填充于所述外导体和所述内导体之间的介质材料，所述内导体设有至少一高阻抗段和至少一低阻抗段。
2.根据权利要求1所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，其特征在于，设所述谐振频率为f，则其中，C为所述谐振结构的等效电容，L为谐振结构的等效电感。
3.根据权利要求2所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，其特征在于，所述等效电容其中，ε为所述谐振结构内部填充介质的介电常数，S为所述感应部正对于所述谐振结构内壁的面积，k为静电力常量，d为所述感应部与所述谐振结构内壁的距离。
4.根据权利要求2所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，其特征在于，所述等效电感与所述连接体垂直于所述感应部的横向宽度呈正比。
5.根据权利要求2所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，其特征在于，所述等效电感与所述连接体平行于所述感应部的纵向厚度呈反比。
6.根据权利要求1所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，其特征在于，所述传输线连接于所述内导体的输入端。
7.根据权利要求1所述的可改善自身高次谐波的同轴线型滤波器，其特征在于，所述介质材料为热缩套管。
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