本發(fā)明屬于毫米波、太赫茲波導(dǎo)濾波器領(lǐng)域，尤其涉及一種帶傳輸零點(diǎn)的波導(dǎo)濾波器。

背景技術(shù)：

波導(dǎo)濾波器具有q值高、插入損耗小、功率容量高等優(yōu)點(diǎn)在微波毫米波系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著毫米波與太赫茲技術(shù)的發(fā)展，波導(dǎo)濾波器由于其易加工的特點(diǎn)也備受青睞。

根據(jù)濾波器設(shè)計(jì)理論可知，增加濾波器的階數(shù)可以有效提高濾波器的矩形系數(shù)，但這種傳統(tǒng)的方法會(huì)增加波導(dǎo)濾波器的體積和重量，導(dǎo)致其不易集成在系統(tǒng)之中，同時(shí)增加濾波器的物理長(zhǎng)度也會(huì)使濾波器的導(dǎo)體損耗增大。

針對(duì)這個(gè)問題，學(xué)者提出了采用橢圓函數(shù)濾波器的方法，可以在不增加濾波器階數(shù)的情況下在濾波器的帶外引入傳輸零點(diǎn)，從而提高濾波器的矩形系數(shù)。具體的實(shí)現(xiàn)途徑有交叉耦合技術(shù)、雙模及多模技術(shù)、以及提取零點(diǎn)技術(shù)等。2004年，學(xué)者s.amari提出了一種基于singlet的提取零點(diǎn)技術(shù)。所謂的singlet是指這樣一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含一個(gè)諧振腔和其輸入輸出耦合膜片，且該結(jié)構(gòu)具備同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)傳輸零點(diǎn)和一個(gè)傳輸極點(diǎn)的功能。后續(xù)學(xué)者對(duì)這種技術(shù)進(jìn)行了發(fā)展，典型的結(jié)構(gòu)有基于te201模式的singlet和基于tm110模式的singlet等。

文獻(xiàn)“nonresonatingmodewaveguidefilters”中詳細(xì)介紹了singlet的原理，并介紹了一種基于te201模諧振腔的singlet功能結(jié)構(gòu)及其分析方法，其示意圖如圖1所示。

在圖1的(a)中，通過合理的設(shè)計(jì)諧振腔的結(jié)構(gòu)，波導(dǎo)中傳輸?shù)碾姶挪?te10模)能夠在諧振腔中激發(fā)起te201諧振模式，te201模式又通過耦合窗口轉(zhuǎn)化為te10模式在輸出波導(dǎo)中繼續(xù)傳播。由于磁場(chǎng)的連續(xù)性，可以看出，諧振腔的輸入輸出端的膜片附近，te10模的磁場(chǎng)切向法線相差180度。但與此同時(shí)，由于諧振腔的結(jié)構(gòu)的寬邊寬于輸入波導(dǎo)，因此諧振腔里一定有te10模式的電磁波傳播，此時(shí)te10模式可以被認(rèn)為是第二條耦合路徑也即旁路耦合(bypass)路徑，且其耦合系數(shù)為負(fù)。

在圖1(b)中，場(chǎng)的形成機(jī)理與圖1(a)中類似，但在圖1(b)中由于諧振腔的輸入輸出端口偏移至兩個(gè)對(duì)立邊，因此輸出膜片附近的波導(dǎo)中的磁場(chǎng)的切向法線與輸入端口處的切向法線同相，即此時(shí)te10模式可以被認(rèn)為是第二條耦合路徑也即旁路耦合(bypass)路徑，且其耦合系數(shù)為正。

對(duì)于圖1所示的singlet結(jié)構(gòu)，圖2(a)為圖1(a)所對(duì)應(yīng)的singlet結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的頻率響應(yīng)曲線，可見圖2(a)所示的結(jié)構(gòu)在帶內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)傳輸極點(diǎn)且在低于中心頻率的低頻端產(chǎn)生了一個(gè)傳輸零點(diǎn)。圖2(b)為圖1(b)所對(duì)應(yīng)的singlet結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的頻率響應(yīng)曲線，可見圖2(b)所示的結(jié)構(gòu)在帶內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)傳輸極點(diǎn)且在大于中心頻率的高頻端產(chǎn)生了一個(gè)傳輸零點(diǎn)。

但是該結(jié)構(gòu)存在著一個(gè)缺點(diǎn)：為了在通帶的低端形成一個(gè)傳輸零點(diǎn)，基于te201模式的singlet，其輸入輸出耦合結(jié)構(gòu)需要偏向諧振腔的同一側(cè)(圖1(a))，為了在通帶的高端形成一個(gè)傳輸零點(diǎn)，基于te201模式的singlet，其輸入輸出耦合結(jié)構(gòu)需要分別偏向諧振腔的對(duì)立側(cè)(圖1(b))，為了在濾波器通帶的高端和低端分別實(shí)現(xiàn)一個(gè)傳輸零點(diǎn)，需要將上述的兩個(gè)singlet結(jié)構(gòu)級(jí)聯(lián)，此時(shí)濾波器輸入口和輸出口不在一條直線上，在部分場(chǎng)合，這樣的結(jié)構(gòu)不利于系統(tǒng)集成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于te301/te302諧振腔構(gòu)成的具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，使得濾波器的頻率響應(yīng)曲線在小于中心頻率的一側(cè)和大于中心頻率的一側(cè)各形成一個(gè)傳輸零點(diǎn)，同時(shí)滿足濾波器的輸入口和輸出口在同一條直線上，大大減小濾波器的體積，便于系統(tǒng)集成。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，包括本體結(jié)構(gòu)102；

所述本體結(jié)構(gòu)102為濾波器的波導(dǎo)腔體，包括順次連接且中軸線在同一直線上的輸入波導(dǎo)300、第一耦合膜片3001、第一諧振腔301、第二耦合膜片3012、第二諧振腔302、第三耦合膜片3023、第三諧振腔303、第四耦合膜片3034、第四諧振腔304、第五耦合膜片3045、第五諧振腔305、第六耦合膜片3056以及輸出波導(dǎo)306；

所述第一耦合膜片3001、第一諧振腔301以及第二耦合膜片3012構(gòu)成singlet1結(jié)構(gòu)，且singlet1結(jié)構(gòu)關(guān)于電場(chǎng)e面和磁場(chǎng)h面對(duì)稱；同時(shí)singlet1結(jié)構(gòu)的尺寸、singlet1結(jié)構(gòu)中兩個(gè)膜片與第一諧振腔301的相對(duì)位置滿足電磁波信號(hào)在第一諧振腔301中按照te301模式分布，并在低于濾波器中心頻率的一側(cè)形成一個(gè)傳輸零點(diǎn)；

所述第五耦合膜片3045、第五諧振腔305以及第六耦合膜片3056構(gòu)成singlet2結(jié)構(gòu)，且singlet2結(jié)構(gòu)關(guān)于電場(chǎng)e面和磁場(chǎng)h面對(duì)稱；同時(shí)singlet2結(jié)構(gòu)的尺寸、singlet2結(jié)構(gòu)中兩個(gè)膜片與第五諧振腔305的相對(duì)位置滿足電磁波信號(hào)在第五諧振腔305中按照te302模式分布，并在高于濾波器中心頻率的一側(cè)形成一個(gè)傳輸零點(diǎn)；

所述第二諧振腔302、第三諧振腔303以及第四諧振腔304的尺寸滿足電磁波信號(hào)在這三個(gè)諧振腔中按照te101模式諧振。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，還包括蓋板101，其中蓋板101與本體結(jié)構(gòu)102配套，覆蓋在本體結(jié)構(gòu)102的上表面。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述本體結(jié)構(gòu)102中的輸入波導(dǎo)300、輸出波導(dǎo)306以及各個(gè)諧振腔均為矩形。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述本體結(jié)構(gòu)102中的輸入波導(dǎo)300、輸出波導(dǎo)306以及各個(gè)諧振腔通過銑削工藝加工得到。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述輸入波導(dǎo)300、第一諧振腔301、第二諧振腔302、第三諧振腔303、第四諧振腔304、第五諧振腔305以及輸出波導(dǎo)306的相鄰兩者之間通過耦合膜片連接。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述第一諧振腔301的長(zhǎng)度與寬度之間的關(guān)系由公式(1)確定：

其中，f為濾波器的中心頻率，vc為光在自由空間中的傳播速度，a1為第一諧振腔301的長(zhǎng)度，l1為第一諧振腔301的寬度，且長(zhǎng)度a1和寬度l1的取值滿足電磁波信號(hào)在第一諧振腔301中按照te301模式分布。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述第五諧振腔305的長(zhǎng)度與寬度之間的關(guān)系由公式(2)確定：

其中，f為濾波器的中心頻率，vc為光在自由空間中的傳播速度，a5為第五諧振腔305的長(zhǎng)度，l5為第五諧振腔305的寬度，且長(zhǎng)度a5和寬度l5的取值滿足電磁波信號(hào)在第五諧振腔305中按照te302模式分布。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述第二諧振腔302、第三諧振腔303以及第四諧振腔304的長(zhǎng)度與寬度之間的關(guān)系由公式(3)確定：

其中，f為濾波器的中心頻率，vc為光在自由空間中的傳播速度，ai,i＝2,3,4為第二諧振腔302、第三諧振腔303以及第四諧振腔304的長(zhǎng)度，li分別為第二諧振腔302、第三諧振腔303以及第四諧振腔304的寬度，且三個(gè)諧振腔長(zhǎng)度ai和寬度li的取值分別滿足電磁波信號(hào)在第二諧振腔302、第三諧振腔303以及第四諧振腔304中按照te101模式諧振。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述濾波器在中心頻率為140ghz、3db帶寬為12ghz的條件下，其對(duì)應(yīng)的尺寸為：

a1＝4.05mm，a2＝1.65mm，a3＝1.65mm，a4＝1.65mm，a5＝3.66mm，w1＝1.24mm，w2＝0.87mm，w3＝0.8mm，w4＝0.8mm，w5＝0.87mm，w6＝1.24mm，l1＝1.85mm，l2＝1.03mm，l3＝1.08mm，l4＝1.04mm，l5＝1.55mm，t＝0.4mm，h＝0.85mm；

其中，w1、w2、w3、w4、w5、w6分別為第一耦合膜片3001、第二耦合膜片3012、第三耦合膜片3023第四耦合膜片3034、第五耦合膜片3045以及第六耦合膜片3056的寬度，h為諧振腔銑削下沉深度，t為相鄰諧振腔之間的間隔寬度。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述本體結(jié)構(gòu)102沿其長(zhǎng)度方向的兩側(cè)開有凹槽，蓋板101兩側(cè)設(shè)有與凹槽匹配嵌套的凸楞，使得蓋板101覆蓋在本體結(jié)構(gòu)102上。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，其工作原理為：

電磁波信號(hào)通過輸入波導(dǎo)300進(jìn)入濾波器，且電磁波信號(hào)在輸入波導(dǎo)300內(nèi)工作在te10模式，同時(shí)電磁波信號(hào)的旋向?yàn)轫槙r(shí)針方向；電磁波信號(hào)在第二耦合膜片3012處的磁場(chǎng)切向分量的方向?yàn)槠叫斜倔w結(jié)構(gòu)102表面向上；

從輸入波導(dǎo)300輸出的te10模式電磁波信號(hào)在第一諧振腔301內(nèi)激勵(lì)起按照te301模式分布的電場(chǎng)波信號(hào)，使得濾波器的頻率響應(yīng)曲線在小于中心頻率的一側(cè)形成傳輸零點(diǎn)；

第一諧振腔301中te301模式的電磁波信號(hào)在第二諧振腔302中激勵(lì)起按照te101模式分布的電磁波信號(hào)而繼續(xù)在第三諧振腔303和第四諧振腔304傳播；同時(shí)，在第三耦合膜片3023處的磁場(chǎng)切向分量的方向?yàn)槠叫斜倔w結(jié)構(gòu)102表面向下；經(jīng)過第一諧振腔301后，輸入波導(dǎo)300與第二諧振腔302的磁場(chǎng)產(chǎn)生了180°相位翻轉(zhuǎn)；

從第四諧振腔304輸出的te101模式在第五諧振腔305內(nèi)激勵(lì)起按照te302模式分布的電場(chǎng)波信號(hào)，使得濾波器的頻率響應(yīng)曲線在大于中心頻率的一側(cè)形成傳輸零點(diǎn)；

第五諧振腔305中te302模式的電磁波信號(hào)在輸出波導(dǎo)306中激勵(lì)起按照te10模式分布的電磁波信號(hào)；在第六耦合膜片3056處的磁場(chǎng)切向分量的方向?yàn)槠叫斜倔w結(jié)構(gòu)102表面向上；經(jīng)過第五諧振腔305后，輸入波導(dǎo)300、輸出波導(dǎo)306的磁場(chǎng)相位相同。

有益效果：

1、本發(fā)明同時(shí)采用基于te301模式分布的singlet1結(jié)構(gòu)、以及基于te302模式分布的singlet2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一種新型的毫米波矩形腔體濾波器；其中singlet1結(jié)構(gòu)的尺寸、singlet1結(jié)構(gòu)中兩個(gè)膜片與第一諧振腔301的相對(duì)位置使得電磁波信號(hào)在第一諧振腔中按照te301模式分布，并在低于濾波器中心頻率的一側(cè)形成傳輸零點(diǎn)；singlet2結(jié)構(gòu)的尺寸、singlet2結(jié)構(gòu)中兩個(gè)膜片與第五諧振腔305的相對(duì)位置使得電磁波信號(hào)在第五諧振腔中按照te302模式分布，并在高于濾波器中心頻率的一側(cè)形成傳輸零點(diǎn)；因此本發(fā)明的濾波器在其頻率響應(yīng)曲線在小于中心頻率的一側(cè)和大于中心頻率的一側(cè)同時(shí)各形成一個(gè)傳輸零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了具有較高帶外抑制的毫米波波導(dǎo)濾波器；而且兩個(gè)級(jí)聯(lián)的singlet1結(jié)構(gòu)、singlet2結(jié)構(gòu)以及所有諧振腔在同一直線上，有利于減小體積，更適合系統(tǒng)集成。

2、本發(fā)明首先得到一個(gè)工作在te301模式的singlet1結(jié)構(gòu)，使其在低于濾波器中心頻率的一側(cè)產(chǎn)生一個(gè)傳輸零點(diǎn)；在完成低于濾波器中心頻率一側(cè)的傳輸零點(diǎn)設(shè)計(jì)后，不需要改變各個(gè)輸入輸出耦合膜片的位置，僅通過改變singlet1結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度和寬寬，使改變后的長(zhǎng)度和寬度滿足te302模式的諧振條件，就得到在大于濾波器中心頻率的一側(cè)形成一個(gè)傳輸零點(diǎn)的singlet2結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)從通帶低端到通帶高端的搬移；在此基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)優(yōu)化濾波器的尺寸，即可得到滿足使用要求的指標(biāo)，從而提高了濾波器的設(shè)計(jì)效率。

3、本發(fā)明帶傳輸零點(diǎn)的濾波器不僅關(guān)于波導(dǎo)的e面對(duì)稱，也關(guān)于波導(dǎo)的h面對(duì)稱，屬于雙對(duì)稱結(jié)構(gòu)，有利于抑制寄生通帶的產(chǎn)生，且易于加工實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1(a)為輸入輸出耦合結(jié)構(gòu)偏向諧振腔的同一側(cè)的singlet結(jié)構(gòu)及其磁場(chǎng)分布曲線；

圖1(b)為輸入輸出耦合結(jié)構(gòu)偏向諧振腔的對(duì)立側(cè)的singlet結(jié)構(gòu)及其磁場(chǎng)分布曲線；

圖2(a)為圖1(a)所對(duì)應(yīng)的singlet結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的頻率響應(yīng)曲線；

圖2(b)為圖1(b)所對(duì)應(yīng)的singlet結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的頻率響應(yīng)曲線；

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例1中濾波器的3d圖；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例1中濾波器的蓋板3d圖；

圖5為本發(fā)明具體實(shí)施例1中濾波器的本體結(jié)構(gòu)3d圖；

圖6為本發(fā)明具體實(shí)施例1中濾波器的本體結(jié)構(gòu)的俯視剖面圖；

圖7為本發(fā)明具體實(shí)施例1中濾波器的本體結(jié)構(gòu)的尺寸示意圖；

圖8為本發(fā)明具體實(shí)施例1中濾波器的頻率響應(yīng)曲線；

圖9為本發(fā)明具體實(shí)施例1中濾波器的電磁波信號(hào)在singlet1結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)分布情況；

圖10為本發(fā)明具體實(shí)施例1中濾波器的電磁波信號(hào)在singlet2結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)分布情況；

圖11為本發(fā)明具體實(shí)施例2中濾波器的3d圖；

101-蓋板、102-本體結(jié)構(gòu)、300-輸入波導(dǎo)、301-第一諧振腔、302-第二諧振腔、303-第三諧振腔、3001-第一耦合膜片、3012-第二耦合膜片、3023-第三耦合膜片、3034-第四耦合膜片、3045-第五耦合膜片、3056-第六耦合膜片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

具體實(shí)施例1：

如圖3、圖4、圖5所示分別為本發(fā)明濾波器、蓋板以及本體結(jié)構(gòu)的3d圖；圖6為本發(fā)明濾波器的本體結(jié)構(gòu)的俯視剖面圖。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，包括蓋板101和本體結(jié)構(gòu)102；

所述本體結(jié)構(gòu)102為濾波器的波導(dǎo)腔體，包括順次連接且中軸線在同一直線上的輸入波導(dǎo)300、第一耦合膜片3001、第一諧振腔301、第二耦合膜片3012、第二諧振腔302、第三耦合膜片3023、第三諧振腔303、第四耦合膜片3034、第四諧振腔304、第五耦合膜片3045、第五諧振腔305、第六耦合膜片3056以及輸出波導(dǎo)306；

所述第一耦合膜片3001、第一諧振腔301以及第二耦合膜片3012構(gòu)成singlet1結(jié)構(gòu)，且singlet1結(jié)構(gòu)關(guān)于電場(chǎng)e面和磁場(chǎng)h面對(duì)稱；同時(shí)singlet1結(jié)構(gòu)的尺寸、singlet1結(jié)構(gòu)中兩個(gè)膜片與第一諧振腔301的相對(duì)位置滿足電磁波信號(hào)在第一諧振腔301中按照te301模式分布，并在低于濾波器中心頻率的一側(cè)形成一個(gè)傳輸零點(diǎn)；

所述第五耦合膜片3045、第五諧振腔305以及第六耦合膜片3056構(gòu)成singlet2結(jié)構(gòu)，且singlet2結(jié)構(gòu)關(guān)于電場(chǎng)e面和磁場(chǎng)h面對(duì)稱；同時(shí)singlet2結(jié)構(gòu)的尺寸、singlet2結(jié)構(gòu)中兩個(gè)膜片與第五諧振腔305的相對(duì)位置滿足電磁波信號(hào)在第五諧振腔305中按照te302模式分布，并在高于濾波器中心頻率的一側(cè)形成一個(gè)傳輸零點(diǎn)；

所述第二諧振腔302、第三諧振腔303以及第四諧振腔304的尺寸滿足電磁波信號(hào)在這三個(gè)諧振腔中按照te101模式諧振。

具體的，輸入波導(dǎo)300通過第一耦合膜片3001與第一諧振腔301連接；第一諧振腔301的另一側(cè)通過第二耦合膜片3012與第二諧振腔302連接；第二諧振腔302的另一側(cè)通過第三耦合膜片3023與第三諧振腔303連接；第三諧振腔303的另一側(cè)通過第四耦合膜片3034與第四諧振腔304連接；第四諧振腔304的另一側(cè)通過第五耦合膜片3045與第五諧振腔305連接；第五諧振腔305的另一側(cè)通過第六耦合膜片3056與輸出波導(dǎo)306連接；

所述蓋板101與本體結(jié)構(gòu)102配套，覆蓋在本體結(jié)構(gòu)102的上表面。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述本體結(jié)構(gòu)101中的各個(gè)諧振腔通過銑削工藝加工得到，其中銑削下沉深度為h。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述第一諧振腔301的初始尺寸由公式(1)確定：

其中，f為濾波器的中心頻率，vc為光在自由空間中的傳播速度，a1為第一諧振腔301的長(zhǎng)度，l1為第一諧振腔301的寬度；然后將初始的長(zhǎng)度與寬度進(jìn)行仿真優(yōu)化，使得第一諧振腔301的尺寸滿足電磁波信號(hào)在第一諧振腔301中按照te301模式分布。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述第五諧振腔305的初始尺寸由公式(2)確定：

其中，f為濾波器的中心頻率，vc為光在自由空間中的傳播速度，a5為第五諧振腔305的長(zhǎng)度，l5為第五諧振腔305的寬度；然后將初始的長(zhǎng)度與寬度進(jìn)行仿真優(yōu)化，使得第五諧振腔305的尺寸滿足電磁波信號(hào)在第五諧振腔305中按照te302模式分布。

一種具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，所述第二諧振腔302、第三諧振腔303以及第四諧振腔304的尺寸由公式(3)確定：

其中，f為濾波器的中心頻率，vc為光在自由空間中的傳播速度，ai,i＝2,3,4為第二諧振腔302、第三諧振腔303以及第四諧振腔304的長(zhǎng)度，li分別為第二諧振腔302、第三諧振腔303以及第四諧振腔304的寬度；然后將三個(gè)諧振腔初始的長(zhǎng)度與寬度進(jìn)行仿真優(yōu)化，使得第二諧振腔302、第三諧振腔303以及第四諧振腔304的尺寸滿足電磁波信號(hào)在三者其中按照te101模式諧振。

對(duì)于一個(gè)工作在140ghz、3db帶寬為12ghz的波導(dǎo)濾波器，如圖7所示，為本發(fā)明濾波器的本體結(jié)構(gòu)的尺寸示意圖，經(jīng)過仿真優(yōu)化后其濾波器的尺寸為：

a1＝4.05mm,a2＝1.65mm，a3＝1.65mm，a4＝1.65mm，a5＝3.66mm,w1＝1.24mm,w2＝0.87mm,w3＝0.8mm,w4＝0.8mm,w5＝0.87mm,w6＝1.24mm,l1＝1.85mm,l2＝1.03mm,l3＝1.08mm,l4＝1.04mm,l5＝1.55mm,t＝0.4mm,h＝0.85mm。

其中，w1、w2、w3、w4、w5、w6分別為第一耦合膜片3001、第二耦合膜片3012、第三耦合膜片3023、第四耦合膜片3034、第五耦合膜片3045以及第六耦合膜片3056的寬度，h為諧振腔銑削下沉深度，t為相鄰諧振腔之間的間隔寬度。

圖8為本發(fā)明濾波器的頻率響應(yīng)曲線，其中虛線為回波損耗、實(shí)線為濾波器的插入損耗，tz1為濾波器實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)傳輸零點(diǎn)，tz2為濾波器實(shí)現(xiàn)的第二個(gè)傳輸零點(diǎn)。濾波器的中心頻率為140ghz。

表1為公開報(bào)道的140ghz濾波器性能對(duì)比表，由此可知，對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的濾波器和mems工藝的插入損耗相當(dāng)，但本發(fā)明設(shè)計(jì)的濾波器擁有更好的矩形系數(shù)，且加工工藝更簡(jiǎn)單。同時(shí)，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的濾波器和現(xiàn)有技術(shù)中其他waveguide工藝的矩形系數(shù)相當(dāng)，但本發(fā)明設(shè)計(jì)的濾波器擁有更小的插入損耗和更低的駐波比。

綜上，在考慮到濾波器的矩形系數(shù)和絕對(duì)帶寬的情況下，本文所設(shè)計(jì)的濾波器是目前報(bào)道的工作在140ghz的插入損耗最小的帶通濾波器。

表1公開報(bào)道的140ghz濾波器性能對(duì)比表

此外，本發(fā)明的具有雙傳輸零點(diǎn)的毫米波矩形腔體濾波器，其工作原理為：

為了在低于中心頻率的一側(cè)形成傳輸零點(diǎn)，我們采用了處于te301模式的第一諧振腔301為主體構(gòu)建所需的singlet1結(jié)構(gòu)；電磁波信號(hào)通過輸入波導(dǎo)300進(jìn)入濾波器，且電磁波信號(hào)在輸入波導(dǎo)300內(nèi)工作在te10模式，同時(shí)電磁波信號(hào)的旋向?yàn)轫槙r(shí)針方向；電磁波信號(hào)在第二耦合膜片3012處的磁場(chǎng)切向分量的方向?yàn)槠叫斜倔w結(jié)構(gòu)102表面向上；圖9為本發(fā)明濾波器的電磁波信號(hào)在singlet1結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)分布情況；

通過合理的選擇第一諧振腔301的尺寸，使得從輸入波導(dǎo)300輸出的te10模式電磁波信號(hào)在第一諧振腔301內(nèi)激勵(lì)起按照te301模式分布的電場(chǎng)波信號(hào)，從而濾波器的頻率響應(yīng)曲線在小于中心頻率的一側(cè)形成傳輸零點(diǎn)；

第一諧振腔301中te301模式的電磁波信號(hào)在第二諧振腔302中激勵(lì)起按照te101模式分布的電磁波信號(hào)而繼續(xù)在第三諧振腔303和第四諧振腔304傳播；同時(shí)，在第三耦合膜片3023處的磁場(chǎng)切向分量的方向?yàn)槠叫斜倔w結(jié)構(gòu)102表面向下；經(jīng)過第一諧振腔301后，輸入波導(dǎo)300與第二諧振腔302的磁場(chǎng)產(chǎn)生了180°相位翻轉(zhuǎn)；

同時(shí)，由于第一諧振腔301的寬邊尺寸大小滿足te101模式存在的條件，因而在第一諧振腔301內(nèi)一定還存在有按照te101模式分布的電磁波信號(hào)，此時(shí)以te101模式分布的電磁波信號(hào)為能量傳輸提供了另外一條路徑(旁路耦合)。由于第二耦合膜片3012、第三耦合膜片3023處磁場(chǎng)的方向相反，因此在第一諧振腔301中按照te101非諧振模式傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘?hào)實(shí)現(xiàn)了能量從輸入波導(dǎo)300到第二諧振腔302的負(fù)耦合。需要特別指出的是，本發(fā)明提出的singlet1結(jié)構(gòu)在物理結(jié)構(gòu)上關(guān)于電場(chǎng)e面和磁場(chǎng)h面都對(duì)稱，根據(jù)模式匹配法分析可知te20模式不會(huì)存在。

為了在大于中心頻率的一側(cè)形成傳輸零點(diǎn)，我們采用了處于te302諧振模式的第五諧振腔305為主體構(gòu)建所需的singlet2結(jié)構(gòu)。令電磁波信號(hào)的磁場(chǎng)的旋向?yàn)轫槙r(shí)針方向，則第五耦合膜片3045處的磁場(chǎng)切向分量的方向?yàn)槠叫斜倔w結(jié)構(gòu)102表面向上；圖10為本發(fā)明濾波器的電磁波信號(hào)在singlet2結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)分布情況；通過合理的選擇第五諧振腔305的尺寸，使得從第四諧振腔304(即singlet2結(jié)構(gòu)的輸入波導(dǎo))輸出的te101模式在第五諧振腔305內(nèi)激勵(lì)起按照te302模式分布的電場(chǎng)波信號(hào)，使得濾波器的頻率響應(yīng)曲線在大于中心頻率的一側(cè)形成傳輸零點(diǎn)。

第五諧振腔305中te302模式的電磁波信號(hào)在輸出波導(dǎo)306中激勵(lì)起按照te10模式分布的電磁波信號(hào)；在第六耦合膜片3056處的磁場(chǎng)切向分量的方向?yàn)槠叫斜倔w結(jié)構(gòu)102表面向上；經(jīng)過第五諧振腔305后，輸入波導(dǎo)300、輸出波導(dǎo)306的磁場(chǎng)相位相同。

與第一諧振腔301的情況類似，此時(shí)第五諧振腔305內(nèi)存在有以te101模式分布的電磁波信號(hào)，并且該信號(hào)可以看作是一條能量耦合路徑。由于第五耦合膜片3045、第六耦合膜片3056處磁場(chǎng)的方向相相同，因此可以認(rèn)為在第五諧振腔305中以te101模式分布的電磁波信號(hào)實(shí)現(xiàn)了能量從第四諧振腔304到輸出波導(dǎo)306的正耦合。

具體實(shí)施例二：

如圖11所示，所述本體結(jié)構(gòu)102沿其長(zhǎng)度方向的兩側(cè)開有凹槽，蓋板101兩側(cè)設(shè)有與凹槽匹配嵌套的凸楞，使得蓋板101覆蓋在本體結(jié)構(gòu)102上；其他特征與具體實(shí)施例1相同。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。