Ka频段高功率超窄带带通滤波器设计

刘海旭

(中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州450047)

Ka频段高功率超窄带带通滤波器设计

刘海旭*

(中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州450047)

针对某型号设备需要，设计了一种Ka频段高功率、超窄带滤波器，采用圆波导高次模结构，利用耦合矩阵系数法，结合三维电磁场仿真对滤波器进行了分析，优化出结构尺寸，给出了该滤波器的仿真结果，并对该滤波器在常压和真空环境下所能承受的功率进行了近似分析，最终设计了一款相对带宽约0.1%的Ka频段高功率超窄带带通滤波器，经过调试，整个通带插入损耗小于0.4 dB，带内驻波小于1.25，带内平坦度小于0.2 dB，与仿真计算结果基本一致。

Ka频段;高次模;高功率;超窄带;耦合矩阵

作为一种基本的微波元器件，波导带通滤波器广泛用于各种微波系统中，如卫星通信系统、电子对抗系统、雷达系统等［1-3］。对于Ka频段波导带通滤波器，设计过程中多采用圆波导E面鳍线式、波导膜片或电感棒式［4-6］，但对于超窄带通带带通滤波器，特别是相对带宽小于1%的滤波器而言，上述方案即呈现出明显的缺陷:通带损耗较大，很多微波系统难以接受;耦合尺寸很小，结构实现困难。另外，圆波导带通滤波器一般采用波导基模作为工作模式，设计出的滤波器功率容量相对较低。本文依据模式耦合系数矩阵，利用圆柱谐振腔高次模作为工作模式，提出了一种相对带宽极窄通带的波导带通滤波器设计方法，相对带宽不足0.1%，不仅降低了加工难度，而且大大提高了滤波器功率容量。……