一種加工簡便的電容加載梳狀線濾波器設(shè)計

1引言

梳狀線濾波器是一種重要的微波濾波器。其設(shè)計簡單，性能優(yōu)良。由于它采用的諧振器是長度約為中心頻率對應(yīng)波長的1/4的諧振桿，因此當(dāng)工作在頻率較低時，每個諧振桿的長度較長，從而導(dǎo)致整個濾波器體積變大。為了解決這一問題，有許多的方法，其中電容加載是重要的一種。所謂電容加載，就是在諧振桿的開路端增加電容效應(yīng)，使其長度小于1/4波長。文獻(xiàn)[3]中所謂的SIR諧振器，即以減小開路端特性阻抗來減小諧振桿長度的辦法，其實與電容加載有很大的共通之處，只是從不同的角度去理解而已。本文主要采用“電容加載”這一名詞來統(tǒng)稱上述方法。

常見的電容加載方式示于圖1中?？傮w來講都是讓開路端變大。其中（a）為圓桿的情況，（b）為方桿的情況，（c）為方桿的情況，但開路端只在一個方向變大。

對于（a）和（b）來講，加工時，每個諧振桿一般要分開加工，再與腔體連在一起，用螺釘固定，并加以焊接；對于（c）來講，雖可將所有諧振桿加工在一個平面上（如圖2），再套上蓋子（如圖2），但要獲得較大的電容效應(yīng)，其開路端體積大，重量大，抗振動性能會變差。

圖1幾種常見的電容加載方式

圖2一種電容加載的梳狀線濾波器

為了解決上述問題，本文提出了一種加工簡便，又兼顧各方面要求的電容加載方式。

2加工簡便的電容加載梳狀線濾波器

如圖3所示的電容加載梳狀線濾波器，每個諧振器中有三根方柱，其中較長的一根為諧振桿，下端與腔壁連接，開路端朝上；較短的兩根連接在腔壁的另一端，與中間諧振桿的開路端形成電容效應(yīng)，或者說減小了開路端的特性阻抗，從而使得諧振桿的長度小于1/4波長。

圖3加工簡便的電容加載梳狀線濾波器

這種結(jié)構(gòu)加工十分方便。所有的方柱都可以在一塊金屬平板上加工出來（即圖3中畫出的部分），這種加工可以采用線切割，并且可以多塊平板疊在一起同時進(jìn)行線切割，加工速度很快。切割好后，只要在前后加上蓋子即可。與圖2中相比，這種形式的電容加載可通過調(diào)節(jié)諧振桿旁邊的柱子長度方便地調(diào)節(jié)其加載量，而不會造成加載較多時開路端過大、過重。

3設(shè)計實例

設(shè)計一個無線通信用的濾波器。其通帶為1.92～1.98GHz，通帶邊緣一倍帶寬以外的抑制達(dá)到-60dB，帶內(nèi)反射低于-20dB。

根據(jù)上述要求，采用6級的濾波器可以實現(xiàn)。限于篇幅，本實例只為驗證上述的電容加載方式的有效性，而對濾波器的其它指標(biāo)，如插入損耗等暫不考慮。設(shè)計過程如下：