一种小型化糖葫芦同轴低通滤波器和连接器的共型结构的制作方法

1.本发明属于滤波技术领域，具体涉及一种小型化糖葫芦同轴低通滤波器和连接器的共型结构。


背景技术：

2.糖葫芦式同轴低通滤波器作为一种常见的滤波器型曾经得到了广泛的应用，与介质，ltcc等滤波器形式相比较，其优点是q值高，带内特性和抑制效果好，耐大功率。其缺点是：体积大。随着雷达射频前端小型化设计需要，各种元器件都在朝小型化，集成化，轻量化发展，如何更好的将滤波器与整个系统集成成为一项值得研究的课题，通常t/r组件与天线都有连接器实现射频信号的互联，如果可以实现连接器与滤波器的共型设计，将极大的提高系统的集成度。


技术实现要素：

3.要解决的技术问题
4.为了提高系统的集成度，本发明提出一种小型化糖葫芦同轴低通滤波器和连接器的共型结构，实现高抑制度，低插损，耐大功率的高集成度结构。
5.技术方案
6.一种小型化糖葫芦同轴低通滤波器和连接器的共型结构，其特征在于采用糖葫芦同轴低通滤波器与连接器共型设计，包括外导体、50欧姆阻抗匹配、高阻线、低阻线和介质，50欧姆阻抗匹配、高阻线、低阻线和介质均位于外导体内，高阻线和低阻线相间成糖葫芦排列，50欧姆阻抗匹配位于高阻线的两端，介质位于低阻线与外导体之间；外导体的两端为与其他匹配器件的连接端。
7.所述的介质为聚四氟乙烯。
8.所述的低阻线为4个。
9.所述的50欧姆阻抗匹配的半径r1＝0.86mm，高阻线的半径r2＝0.25mm，低阻线的半径r3＝1.6mm，介质的半径r4＝2mm，外导体的半径r5＝2.5mm。
10.所述的连接端为螺纹形式。
11.有益效果
12.本发明提出的一种小型化糖葫芦同轴低通滤波器和连接器的共型结构，通过现有的工艺能力，选择合适的外导体半径、50欧姆阻抗匹配形式、高阻线半径、低阻线半径、介质材料等，实现体积小(实施例列举一种直径为5mm的同轴滤波器的具体设计方案，和微型连接器持续刚好吻合，以往滤波器直径都过大无法实现与连接器共型的设计需要)、成本低、结构简单、方便与系统集成、低差损、高抑制度、耐大功率的同轴低通滤波器。
附图说明
13.图1共性结构侧面剖视图
14.图2共性结构顶视透视图
15.图3共性结构侧视透视图
16.图4基片集成波导高通滤波器s参数仿真曲线
具体实施方式
17.现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
18.一种小型化糖葫芦同轴低通滤波器和连接器的共型结构包括：外导体1、50欧姆阻抗匹配2、高阻线3、低阻线4、介质5，其侧面剖视图如图1所示，其顶视透视图如图2所示。其中50欧姆阻抗匹配2可以采用渐变线形式或空气过渡等匹配方式。外导体1的两端为与其他匹配器件的连接端，比如螺纹或者台阶。
19.其主要特征是同轴滤波器与通用连接器实现共型设计，其特征是：
①
具有普通连接器的性能，
②
具有滤波器的性能。
20.例如当微型连接器直径为5mm时，同轴滤波器外径也为5mm。当微型连接器直径更大，或者更小，或者是其他连接器，该同轴滤波器都可以兼容。
21.当滤波器通带频率为4ghz
‑
4.4ghz时，对于7ghz有49db的抑制需要。可以利用糖葫芦低通滤波器模型，将滤波器与连接器共型设计。达到体积小、成本低、结构简单、方便与系统集成、低插损、高抑制度、耐大功率的目的。
22.根据以上分析这里设计一款小型化低通滤波器，设计指标：通带范围：4ghz
‑
4.4ghz；阻带范围：7ghz
‑
8ghz；沿信号传输方向尺寸：53.9mm；插入损耗：≤0.2db；频率抑制度：≥50db。
23.本发明采用如下方法确定高低阻抗线长度。
24.假设w1为滤波器截止频率，根据滤波器通带和阻带衰减指标，选择适当的归一化低通原型，计算滤波器实际元件数值，这里l1＝2.44nh，l3＝4.35nh，l5＝4.5，l7＝4.35nh，l9＝2.44nh，c2＝1.78pf，c4＝1.32pf，c6＝1.32pf，c8＝1.78pf。选择r
h
＝120ω，r
l
＝10ω。则y
l
＝1/r
l
，y
h
＝1/r
h
，r1＝0.86mm，r2＝0.25mm，r3＝1.6mm，r4＝2mm，r5＝2.5mm介电常数为：2.02，v
h
为真空中的光速，查表得c
f
＝0.1632ff。
[0025][0026][0027]
...
[0028][0029][0030]
...
[0031]
联立以上方程组可以得到以下解：l0＝0.5mm，l 1＝6.1mm，l 2＝1.8mm，l 3＝
10.9mm，l 4＝2mm，l 5＝11.3mm，l 6＝l4，l 7＝l3，l 8＝l2，l 9＝l1。
[0032]
由仿真结果可以看出，在通带范围内插入损耗＜0.2db，在阻带范围内频率抑制度＞49db，经测试滤波器沿微波传输方向长度等于53.9mm。
[0033]
特别要指出的是该长度不包含两端连接器，两端连接器可以根据具体需要选择。
[0034]
举例只作原理分析，实际滤波器长度、半径也可以根据需要定制，滤波器节数也可以定制，不同长度，半径，节数所能达到的滤波器性能不同。
[0035]
由此可以看出：本发明所提出的设计方案具有：体积小、成本低、结构简单、方便与系统集成、低插损、高抑制度。
[0036]
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启发做出各种不脱离本发明实质的其他变形和组合，这些变形和组合仍在本发明的保护范围内。