[发明专利]一种超低损耗同轴线电感微带高通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及天文接收机前端和低噪声通讯系统领域，尤其涉及一种超低损耗同轴线电感微带高通滤波器。

背景技术

当今，随着数字电子设备的大量使用，天文观测所需的宁静的电磁环境日益遭到破坏，尤其是在1GHz以下的低频段。越来越多的天文望远镜在馈源喇叭和第一级低噪声放大器之间安装低损耗滤波器以滤除低频干扰信号，以防止第一级低噪声放大器饱和失真。较小的通带插损和较高的阻带抑制是此类滤波器的关键指标。高温超导滤波器由于具备低插损、陡斜边和高阻带抑制等特性，是一种可行的选择，也被一些天文台采用。高温超导滤波器的缺点是它需要工作在低温温度下(如40K)，这就需要使用一套复杂的低温制冷系统。另外，昂贵的、长周期的薄膜制备工艺(包括薄膜生长、光刻和离子束刻蚀等)也限制了高温超导滤波器的大量使用，尤其是那些需要元器件较多的阵列望远镜，如SKA等工程。

因此，如何解决上述问题成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种超低损耗同轴线电感微带高通滤波器，本申请的滤波器采用四个空气芯同轴线电感替代传统的贴片电感大大地提高了并联电感的品质因数，降低了滤波器的噪声。在1.4GHz处，电感的品质因数分别被提高到了762.2和1046；且在其通频带内插入损耗小于0.16dB，反射损耗大于20dB；其在300K环境温度下的噪声温度小于8K，插入损耗和噪声温度大大低于传统微带以及腔体滤波器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种超低损耗同轴线电感微带高通滤波器，所述滤波器包括三级串联电容、四级并联空气芯同轴线电感、微带电路板和黄铜盒体；其中，所述三级串联电容和四级并联空气芯同轴线电感构成七级契比雪夫电路；所述黄铜盒体上设置有四条横截面为正方形的长槽，四条铜线分别插入四条所述长槽中构成所述四级并联空气芯同轴线电感；所述铜线的一端与所述微带电路板的中心焊接连接，另一端和所述黄铜盒体焊接连接；所述三级串联电容分别被焊接在所述微带电路板的传输线的焊盘上；射频输入输出的水平方向的黄铜盒体上设置有容置槽，所述微带电路板设置在所述容置槽内。

进一步，所述黄铜盒体的表面做镀金处理，以降低信号传输中的欧姆损耗。

进一步，所述滤波器中的分立元件之间通过微带线进行连接。

进一步，所述铜线的直径为1.575mm；所述横截面为正方形的长槽的横截面的边长为4.75mm。

进一步，所述微带电路板的接地面和所述黄铜盒体均匀焊接，以保证微带电路板良好、均匀的接地。

本发明具有以下积极的技术效果：

本申请的微带高通滤波器，其低端3dB截止频率为890MHz，可应用于天文接收机前端和低噪声通讯系统等领域。该滤波器采用七级契比雪夫高通电路结构，其包含三个串联电容、四个并联电感和微带电路版。电容和电路板均采取超低损耗元件，黄铜盒体镀金以降低滤波器欧姆损耗。本滤波器创新地采用四个空气芯同轴线电感替代传统的贴片电感大大地提高了并联电感的品质因数，降低了滤波器的噪声。在1.4GHz处，电感的品质因数分别被提高到了762.2和1046。对滤波器的S参数测试显示，在其通频带内插入损耗小于0.16dB，反射损耗大于20dB；对滤波器的噪声温度测试显示，其在300K环境温度下的噪声温度小于8K，插入损耗和噪声温度大大低于传统微带以及腔体滤波器。

附图说明

图1是七级契比雪夫高通滤波器的第一种电路结构；

图2是七级契比雪夫高通滤波器的第二种电路结构；

图3是本发明的超低损耗同轴线电感微带高通滤波器的电路原理图；

图4是本发明的超低损耗同轴线电感微带高通滤波器的S参数仿真波形图；

图5是本发明的超低损耗同轴线电感微带高通滤波器的S参数测试波形图；

图6是本发明的超低损耗同轴线电感微带高通滤波器的噪声温度测试波形图；

图7是本发明的黄铜盒体的结构示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。