[发明专利]具有统一调谐功能的可调机械滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有统一调谐功能的可调机械滤波器。

背景技术

在中心频率可调滤波器中，需要对谐振器的谐振频率进行调谐，一般分为电子调谐和机械调谐两种。电子调谐方式速度快，成本低，但存在插入损耗大，承受功率低的问题。在需要低插入损耗及大功率的场合，机械调谐方式被大量采用。对于常规的机械调谐，若滤波器由多个谐振器组成，则每个谐振器需要一个电机进行调谐，成本很高，且体积很大。

由一系列谐振器通过一定的能量耦合结构连接成的具有频率选择作用的器件，称之为滤波器。若具有选择性的通频带可变，则称为可调滤波器。如图1所示为滤波器的广义前两节结构，可以表示通过容性耦合的滤波器，其他类型滤波器也可类比。从图1可以看到，能量从外界通过输入耦合结构耦合到第一个谐振器（谐振器1），再由第一个内部耦合（内部耦合1）耦合到第二个谐振器（谐振器2），以此类推，最终将能量具有选择性的传输到输出端口。图1中负电容将和谐振器的正电容合并，c0与l0控制谐振器固有的谐振频率。若要滤波器中心频率可变，则要改变l0或c0的值，一般通过改变c0使谐振器频率发生变化。注意到输入耦合以及内部耦合的负电容将改变谐振频率，而一般输入负电容与内部负电容，以及各个内部负电容，都将是不同的，并且随频率发生变化，故而若将各个谐振器的固有频率统一改变，则随着频率的变化，各个谐振器将逐渐发生偏离，达不到所需设计指标。

传统的解决途径是采用多个传动机构分别控制各个谐振器的频率，使每个谐振器调谐到所需的频率。显而易见，随着滤波器级数的增加，需同样数量的传动装置来进行控制，使可调滤波器的成本急剧提高，并且降低了可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有统一调谐功能的可调机械滤波器，它可通过同一个传动机构同步控制多个谐振器的频率调节，使每个谐振器同时调谐到所需的频率，从而不仅大大降低了滤波器的成本、减小了滤波器的体积，而且提高了可靠性。

本发明技术方案是这样构成的，一种具有统一调谐功能的可调机械滤波器，其特征在于：它包括两个以上依次相邻排列的谐振腔、依次活动贯穿各个谐振腔的转轴、用来驱动转轴旋转的驱动装置以及分布于每个谐振腔内的内导体和旋转动片组；所述谐振腔的腔壁由导电体构成，位于相邻两个谐振腔之间的腔间隔板由导电体构成且其上开设有耦合窗，在首个谐振腔的与腔间隔板相对的腔壁内外两侧分别连接有输入耦合环和射频输入接头，在末个谐振腔的与腔间隔板相对的腔壁内外两侧分别连接有输出耦合环和射频输出接头；所述谐振腔的腔壁底部固设有一片以上与转轴的轴线方向垂直且沿转轴的轴线方向依次排列的底部静导电片；所述内导体的一端设有一片以上与底部静导电片平行相对且交错排布的内导体静导电片，另一端与谐振腔的腔壁导电且固定连接；每组旋转动片组均包括一片以上与转轴垂直固定连接且由高介电常数低损耗材料制成的主介质片，每片主介质片有部分片体位于相邻的两片底部静导电片和内导体静导电片之间从而使三者在空间投影上有部分交叠，且所述主介质片具有能在随转轴旋转的过程中，使三者交叠的面积按照设定的规律发生变化的特定形状。

较之现有技术而言，本发明的优点在于：

（1）本发明可通过同一个传动机构同步控制多个谐振器的频率调节，使每个谐振器同时调谐到所需的频率，从而不仅大大降低了滤波器的成本，而且简化了滤波器的结构，减小了滤波器的体积。

（2）本发明可大大简化控制电路，提高工作可靠性；

（3）本发明由于通过旋转的主介质片来改变底部静导电片和内导体静导电片之间的电容，主介质片由转轴带动旋转，主介质片与底部静导电片和内导体静导电片不直接接触，因此不存在运动结构的电接点，可大大提高工作可靠性，降低操作损耗。

（4）本发明还具有调谐频率宽、精度高、稳定性高以及经济效益高等显著优点。

附图说明

图1是容性耦合滤波器原理图。

图2是本发明提供的具有统一调谐功能的可调机械滤波器结构示意图。

图3是单个谐振腔等效示意图。

图4是转轴与各组旋转动片组的连接示意图。

图5是单个谐振腔内的可调结构详图，图中（a）为交叠状态俯视图，（b）为交叠状态立体示意图，（c）为单组旋转动片组立体示意图。