一体式超导腔体滤波器结构及一体式超导腔体滤波器

1.本实用新型属于微波电子器件及其功能材料技术领域，尤其涉及一种一体式超导腔体滤波器结构及一体式超导腔体滤波器。


背景技术：

2.超导微波滤波器是一种重要的超导电子器件，也是超导材料在弱电领域应用的重要领域。临界条件下，铜，铝等金属的微波表面电阻比常温下低3-4个数量级，这种低损耗特性使得在超导温度以下的滤波器具有插入损耗低，带边陡峭，带外抑制好等优点。
3.目前采用集总元件制作的微波滤波器或衰减器，由于在极低温下，热导率与电导率比常温下低3-4个数量级，能量的损耗以电子热运动的形式存在，散热效率较差，因此需要腔体滤波器以更好地适应散热需求。
4.现有技术下，超导滤波器多需要调试，但是在极低温环境下难以进行并且结构复杂，限于加工精度，目前的常规滤波器设计缺少鲁棒性，加工产生的误差与低温导致的形变对滤波器的带内纹波有较大影响。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种一体式超导腔体滤波器结构及一体式超导腔体滤波器。
6.为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
7.一种一体式超导腔体滤波器结构，包括腔体部和盖板部，所述腔体部与所述盖板部相互配合以形成密闭空间；
8.所述腔体部包括若干谐振腔，两两谐振腔之间设有耦合窗并与谐振腔连通以形成腔体，每个谐振腔设有谐振杆，每个耦合窗设有耦合杆；
9.所述盖板部的内侧设有与谐振腔个数相同的调谐盘，且调谐盘与谐振杆的位置相对应。
10.作为一种可实施方式，所述谐振杆和所述耦合杆高度相同且底部位于同一平面。
11.作为一种可实施方式，所述盖板部还包括盖板，所述调谐盘固定于所述盖板的内侧。
12.作为一种可实施方式，所述调谐盘为圆柱体或长方体。
13.作为一种可实施方式，所述腔体部和盖板部分别为超导金属材料或非超导金属材料制成的腔体部和盖板部。
14.作为一种可实施方式，所述腔体部和盖板部内部分别设有超导金属材料镀层或非超导金属材料镀层。
15.作为一种可实施方式，所述一体式超导腔体滤波器结构为同轴腔体结构。
16.作为一种可实施方式，所述一体式超导腔体滤波器结构为uhf以及l，s，c，x和ku波段工作的腔体滤波器结构。
17.作为一种可实施方式，所述腔体部和盖板部通过紧固件进行密封。
18.一种一体式超导腔体滤波器，包括以上一体式超导腔体滤波器结构；所述腔体部两端设有微波接头，两个所述微波接头分别连接靠近腔体部两端的谐振杆；所述腔体部外部两端设有接头，两个所述接头分别与耦合腔联通。
19.本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
20.本实用新型在整体结构上进行了改进，使得在使用时不需要调试，加工简单使用方便；
21.调谐盘的圆柱体样式，谐振腔之间设有耦合窗，使得一体式超导腔体滤波器易于加工并且鲁棒性强；
22.本实用新型能降低加工误差对性能造成的影响，增加了使用时的性能稳定性；
23.本实用新型在采用超导金属材料制作一体式超导腔体滤波器时，利用低损耗特性，可以实现具有插入损耗低，带边陡峭，带外抑制好以及得到更高的品质因数。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本实用新型腔体部的整体结构示意图；
26.图2是本实用新型腔体部的俯视示意图；
27.图3是本实用新型盖板部的整体结构示意图。
28.附图中的标号说明：
29.1、腔体部；2、盖板部；3、谐振腔；4、耦合窗；5、腔体；6、谐振杆；7、耦合杆；8、螺纹孔；9、盖板。
具体实施方式
30.下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
31.实施例1：
32.一种一体式超导腔体滤波器结构，如图1-3所示，一体式超导腔体滤波器结构为同轴腔体结构，包括腔体部1和盖板部2，腔体部1与盖板部2相互配合以形成密闭空间；腔体部1包括若干谐振腔3，两两谐振腔3之间设有耦合窗4并与谐振腔3连通以形成腔体5，每个谐振腔3设有谐振杆6，每个耦合窗4设有耦合杆7，在此，每个谐振腔3设有一个谐振杆6，每个耦合窗4设有一个耦合杆7；盖板部2的内侧设有与谐振腔3个数相同的调谐盘，且调谐盘与谐振杆6的位置相对应，另外，从侧面来看，耦合窗4在垂直于腔体5下表面的平面上投影为长方形，简单来讲，就是投影到与耦合窗4长度方向对应的腔体5面的形状为长方形。
33.本实用新型在整体结构上进行了改进，使得在使用时不需要调试，加工简单使用方便；通过设计调谐盘，谐振腔3之间设有耦合窗4，使得一体式超导腔体滤波器易于加工并且鲁棒性强。
34.在一个实施例中，谐振杆6和耦合杆7高度相同且底部位于同一平面，也就是说，腔体5的底面是平面的，使得谐振杆6和耦合杆7固定在腔体5底面之后谐振杆6和耦合杆7高度是相同的。另外，谐振杆6互相平行且一端与腔体部1的底面固定，谐振杆6另一端表面在同一个平面上也就是必须高度是相同的。
35.以上实施例中，盖板部2还包括盖板9，原则上，盖板9的形状最好和腔体部1的形状一致，调谐盘固定于盖板9的内侧，在此，不对固定方式做任何限定，此调谐盘为超导金属材料制成的结构，此结构可以为圆柱体，也可以为长方体，在同一个滤波器中，调谐盘的大小是相同的，高度也是一致的，为了应用在不同规格的滤波器中，本技术对调谐盘的大小尺寸不做限定，一般情况下会根据使用场景来确定调谐盘的尺寸大小，进而对即将使用的滤波器进行调试。
36.更加具体地，腔体部1为超导金属材料或者非超导金属材料制成的腔体部1，或腔体部1内部设有超导金属材料镀层或者非超导金属材料镀层；盖板部2为超导金属材料或者非超导金属材料制作的盖板部2，或盖板部2内部设有超导金属材料镀层或者非超导金属材料镀层。腔体部1包括了谐振腔3和耦合窗4，谐振腔3和耦合窗4包括了谐振杆6和耦合杆7，所以，谐振杆6和耦合杆7其实也是超导金属材料制成或者非超导金属材料制成，或谐振杆6和耦合杆7设有超导金属材料镀层或者非超导金属材料镀层。比如说，腔体部1和盖板部2都是由cu制作而成的，可以在腔体5内部有al镀层，当然，选择其他超导金属材料或者非超导金属材料也是可以的，实验证明，不管是非超导金属材料还是超导金属材料，也就是说，只要是金属材料，其实都是可以实现的，都具有很好的鲁棒性，由于金属材料的种类很多，在此不做具体的限定。
37.另外，本实用新型的一体式超导腔体滤波器结构为uhf以及l，s，c，x和ku波段工作的腔体滤波器结构。在本领域中，uhf通常是指特高频无线电波，特高频ultra high frequency(uhf)是指频率为300～3000mhz，波长在1m～1dm的无线电波。该波段的无线电波又称为分米波。另外，l，s，c，x和ku波段其实这种划分方式是雷达业内的通俗叫法，没有一个严格、统一的标准，而通常的划分是：l波段1～2ghz；s波段2～4ghz；c波段4～8ghz；x波段8～12ghz；ku波段12～18ghz。
38.腔体部1和盖板部2通过紧固件进行密封，此紧固件可以为螺丝，也可以为其他结构。具体地，腔体部1的开口面周围一圈开有多个螺纹孔8，盖板9为薄板，薄板上面打有固定用的螺纹孔，此螺纹孔就是与腔体部1的螺纹孔8是匹配的，这样就能使得腔体部1与盖板部2相互配合以形成密闭空间。
39.实施例2：
40.基于实施例1实现的一种一体式超导腔体滤波器，包括以上一体式超导腔体滤波器结构；腔体部1两端设有微波接头，微波接头连接微波传输线，或其他微波元件，此微波接头为标准sma接头，可以采用螺丝固定也可以采用其他结构固定，在此不做限定，两个微波接头分别连接靠近腔体部1两端的谐振杆6，腔体部1外部两端设有接头，两个接头分别与耦合腔联通，确切的来讲，腔体部1的外部设有第一接头和第二接头，第一接头和第二接头分别与耦合腔联通。
41.在使用时，将腔体部1与盖板部2正对并用螺丝或者其他紧固件固定，能量信号从第一接头进入耦合腔，通过耦合腔后从第二接头输出，能量信号也可以从第二接头进入耦
合腔，通过耦合腔后从第一接头输出。
42.在腔体部1两端安装标准微波接头，微波接头的内针焊接于腔体内部两端的谐振杆6上，并用螺钉固定于腔体部1上。微波由一侧微波接头传入腔体部1，根据微波频率不同产生不同的增益，处于设计频率范围内的微波不会产生衰减，处于设计频率范围外的微波被滤波器反射，使得特定频率的信号被凸显出来，达到消除噪声的目的。
43.在一个实施例中，采用超导金属材料制成或者是腔体部1与盖板部2内部超导金属材料镀层一体式超导腔体滤波器，在工作时，由于超导金属材料的存在并且在超导温度以下，所以一体式超导腔体滤波器会产生超导现象，因此，一体式超导腔体滤波器在工作过程中处于超导状态，并且散热好，插入损耗低，带边陡峭，带外抑制好，因而使得性能更加优越。
44.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。