專利名稱：用于屏蔽室的超寬帶信號線濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及濾波器，具體地說，涉及一種超寬帶微波實驗屏蔽室或屏蔽暗室使用的信號線濾波器。
另一方面，現(xiàn)有的屏蔽室信號線濾波器都屬于采用電感元件、電容器、電阻器等集中參數(shù)元件組成的濾波網(wǎng)絡(luò)，當頻率高達40GHz時，這些元件的引線電感和分布電容變得很大，致使電感元件的感抗趨近0值，而電容器感抗卻趨向于無窮大，從而完全失去濾波作用。
積極研發(fā)能夠適用于40GHz或更高頻率條件的屏蔽室信號線濾波器已是急待解決的課題。例如，國內(nèi)最大的濾波器生產(chǎn)廠家—常州堅力濾波器廠2000年度產(chǎn)品目錄上，記載了一種信號濾波器，該濾波器仍屬普通LC濾波器，其最高使用頻率僅為10GHz。另外，信息產(chǎn)業(yè)部898廠1999年產(chǎn)品樣本上記載一種信號線濾波器，該濾波器采用磁性材料—鐵氧體管制成，雖屬于吸收式濾波器，但其最高使用頻率僅為1GHz，且該濾波器的插入損耗小于10dB。這些都遠不能滿足目前屏蔽室對毫米波干擾信號的濾波要求。
就信號線濾波器而言，可有反射型和吸收型兩種。常見的反射型濾波器如LC濾波器，是由電感元件和電容器構(gòu)成的一節(jié)或多節(jié)的H型、T型、Γ型濾波器，它將有用信號功率輸送到主體設(shè)備，如屏蔽室或屏蔽暗室，并可使干擾信號被大大衰減。吸收型濾波器借助濾波器的介電損耗和磁損耗將干擾信號轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，從而消耗掉不希望傳輸?shù)母蓴_信號。一般來說，采用集中參數(shù)的LC濾波器可以衰減掉10GHz以下的干擾信號，而對于頻率更高，比如40GHz的信號，會因電感元件的分布電容及電容器的分布電感而導(dǎo)致這種LC濾波器性能的急劇下降，甚至失效。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出一種用于屏蔽室的超寬帶信號線濾波器，包括串聯(lián)連接的低頻段LC濾波器與高頻段吸收式濾波器，所述低頻段LC濾波器作為整個濾波器的輸入端；其特征在于，所述高頻吸收式濾波器為同軸線結(jié)構(gòu)，所述同軸線內(nèi)、外導(dǎo)體間交替地布置有高磁損耗部件和高介電損耗部件，并且高磁損耗部件沿同軸線的徑向充滿內(nèi)、外導(dǎo)體之間的空間，而高介電損耗部件為一薄環(huán)，其外徑等于同軸線外導(dǎo)體的內(nèi)徑，并且所述薄環(huán)的內(nèi)、外壁均被銀；所述多個如此交替布置的單元串聯(lián)組成多節(jié)“П”型高頻同軸濾波器。
采用具有上述結(jié)構(gòu)的本實用新型超寬帶信號線濾波器，因其采用組合式結(jié)構(gòu)，使得它具有從10KHz至40GHz的超寬帶使用頻率范圍。具體地說，采用集中參數(shù)LC信號線濾波器抑制10KHz-3MHz的干擾信號，而分布參數(shù)同軸吸收式濾波器用來抑制3MHz-40GHz的干擾信號。由于低頻段采用集中參數(shù)LC信號線濾波器，從而可使整個濾波器的阻抗與信號源的阻抗匹配，可盡量減小對有用信號的損耗，而對雜散干擾信號可使其返回干擾源。另一方面，高頻段分布參數(shù)同軸吸收式濾波器，其中交替布置的磁、電損耗部件可吸收高頻干擾信號，將其變?yōu)闊崮苌l(fā)掉，實質(zhì)上等效于吸收掉干擾信號能量，不使其返回電路中。此外，在頻率很高時，這種吸收干擾能量的功能還表現(xiàn)出可以防止電路諧振的功效。
采用本實用新型的濾波裝置，可以濾除信號線的干擾，在從10KHz-40GHz的整個頻率范圍內(nèi)，其插入損耗均可達100dB以上。
如

圖1所示，本例中的LC濾波器5由兩節(jié)LC電路組成濾波網(wǎng)絡(luò)，兩節(jié)的差模電感L1、L2彼此串聯(lián)，而構(gòu)成它們的電容器C1-C3互相并聯(lián)，其中電容器C2使兩節(jié)濾波器彼此耦合。
再參照圖1并結(jié)合圖2(a)和(b)，本例中的高頻吸收式濾波器6具有同軸線結(jié)構(gòu)。在同軸線的內(nèi)導(dǎo)體3與外導(dǎo)體4之間交替地布置高磁損耗鐵氧體環(huán)1和高介電損耗的鈦酸鋇環(huán)2。其中，鐵氧體環(huán)1沿同軸線的徑向充滿內(nèi)、外導(dǎo)體之間的空間，它具有等效電感的作用；而鈦酸鋇環(huán)2的外徑等于同軸線外導(dǎo)體的內(nèi)徑，其厚度在1-2mm間，具有等效電容器的作用。另外，所述鈦酸鋇環(huán)2的內(nèi)、外壁均被銀，以增大它的分布電容。
上述低頻段與高頻段濾波器的組合結(jié)構(gòu)可大大衰減10KHz-40GHz超寬頻帶的雜散信號。
圖2(a)和(b)以示意的方式示出，本例中的高頻段同軸濾波器包括9組交替布置的單元，它們依次串聯(lián)，組成9節(jié)“П”型濾波器。應(yīng)予說明的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，上述9節(jié)結(jié)構(gòu)的“П”型濾波器只是舉例，事實上，所述高頻段同軸濾波器6的“П”型濾波單元的節(jié)數(shù)可由所需插入損耗決定，譬如可在5至11節(jié)之間選擇。
如圖2(b)所示，本例中的外導(dǎo)體4呈正六邊形輪廓，并由銅制成。
采用上述舉例結(jié)構(gòu)的信號線濾波器，可達到以下技術(shù)指標在抑制頻率范圍10KHz-40GHz內(nèi)，該超寬帶信號線濾波器的插入損耗不低于100dB。
作為比較，下面的表1和表2分別示出現(xiàn)有信號線濾波器和本舉例超寬帶信號線濾波器各自的電氣性能。
表1 現(xiàn)有電源濾波器電氣性能指標

表2 本實施例電源濾波器電氣性能指標

由以上對比可見，采用本實用新型的超寬帶信號線濾波器，其抑制頻率范圍超過現(xiàn)有信號線濾波器，并且其插入損耗可達到100dB以上。
權(quán)利要求1.一種用于屏蔽室的超寬帶信號線濾波器，包括串聯(lián)連接的低頻段LC濾波器與高頻段吸收式濾波器，所述低頻段LC濾波器作為整個濾波器的輸入端；其特征在于，所述高頻吸收式濾波器為同軸線結(jié)構(gòu)，所述同軸線內(nèi)、外導(dǎo)體間交替地布置有高磁損耗部件和高介電損耗部件，并且高磁損耗部件沿同軸線的徑向充滿內(nèi)、外導(dǎo)體之間的空間，而高介電損耗部件為一薄環(huán)，其外徑等于同軸線外導(dǎo)體的內(nèi)徑，并且所述薄環(huán)的內(nèi)、外壁均被銀；所述多個如此交替布置的單元串聯(lián)組成多節(jié)“П”型高頻同軸濾波器。
2.如權(quán)利要求1所述用于屏蔽室的超寬帶信號線濾波器，其特征在于，所述高磁損耗部件為鐵氧體環(huán)(1)，并且所述高介電損耗部件為鈦酸鋇環(huán)(2)。
3.如權(quán)利要求1或2所述用于屏蔽室的超寬帶信號線濾波器，其特征在于，所述高頻同軸線吸收式濾波器(6)包括5至11節(jié)依次串聯(lián)的“П”型濾波單元。
專利摘要用于屏蔽室的超寬帶信號線濾波器,包括串聯(lián)連接的低頻段LC濾波器,用來抑制10KHz—3MHz的干擾,還包括高頻段吸收式濾波器,用來抑制3MHz—40GHz的干擾;低頻段LC濾波器作為整個濾波器的輸入端。高頻吸收式濾波器為同軸線結(jié)構(gòu),同軸線內(nèi)、外導(dǎo)體間交替地布置有高磁損耗部件和高介電損耗部件,并且高磁損耗部件沿同軸線的徑向充滿內(nèi)、外導(dǎo)體之間的空間,而高介電損耗部件為一薄環(huán),其外徑等于同軸線外導(dǎo)體的內(nèi)徑,并且所述薄環(huán)的內(nèi)、外壁均被銀;多個如此交替布置的單元串聯(lián)組成多節(jié)“∏”型高頻同軸濾波器。本實用新型的超寬帶信號線濾波器在整個10KHz—40GHz使用頻率范圍內(nèi)的插入損耗均可達100dB。
文檔編號H03H7/01GK2504828SQ0126617
公開日2002年8月7日 申請日期2001年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者王志鐸, 周開基, 崔鵬飛, 王國玉, 江偉明, 趙剛, 文之和 申請人:中國船舶重工集團公司第七研究院第七○一研究所, 中國人民解放軍63880部隊