CN102522617A - Sir同轴腔体带通滤波器 - Google Patents
Sir同轴腔体带通滤波器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102522617A CN102522617A CN2011104456842A CN201110445684A CN102522617A CN 102522617 A CN102522617 A CN 102522617A CN 2011104456842 A CN2011104456842 A CN 2011104456842A CN 201110445684 A CN201110445684 A CN 201110445684A CN 102522617 A CN102522617 A CN 102522617A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sir
- coaxial
- transmission line
- resonator unit
- pass filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种SIR同轴腔体带通滤波器，具有由SIR基本谐振器单元耦合形成的梳状滤波器结构，SIR基本谐振器单元由杆状的内层金属传输线、与内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁和中间介质层三部分组成，内层金属传输线是由直径不同的两段同轴传输线结合构成的阶跃阻抗变换器SIR谐振杆，金属传输线开路端的顶端设有开路端同轴挖孔，设有调谐螺钉，并具有开窗加耦合螺钉耦合结构和输入输出直接耦合结构。本发明滤波器具有很好的杂散频率抑制特性，且其尺寸远比传统基站滤波器小，满足了现代通信系统对滤波器小型化、低插入损耗、高选择性、宽阻带的要求，能够广泛应用于现代移动通信系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种带通滤波器，具体涉及一种能实现高性能小型化的3G通信基站带通滤波器，应用于无线通信技术领域中。
背景技术
微波带通滤波器是现代3G通信系统中发射端和接收端必不可少的选频器件，其性能的好坏往往会影响整个通信系统的质量。随着无线通信的快速发展，信号之间的频带越来越窄，这就对滤波器的规格和选频性能的要求越来越苛刻。
同轴腔体滤波器因为具有高Q值、低插入损耗、高选择性、易于实现等优点而广泛应用于现代移动通信系统中。3G手机基站通信系统也普遍采用了同轴腔体滤波器，因为只有同轴腔体滤波器才能满足其对滤波器小型化、低插入损耗、高选择性的要求。
传统的同轴腔体带通滤波器具有由谐振器单元耦合形成的多腔体梳状滤波器结构，参见图12，谐振器单元由内部金属传输线、与内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁和中间介质层三部分组成，中间介质层位于内部金属传输线和外层筒状金属壁之间的谐振腔体内，外层筒状金属壁的上下两端设置外层封盖板，将中间介质层固定于谐振腔体中，内部金属传输线为均匀阻抗谐振杆，形成均匀阻抗的谐振器UIR，传统的同轴腔体带通滤波器体积较大，谐波抑制特性不好，选择性不理想，在现代移动通讯系统中的应用受到限制，不能很好地满足滤波器小型化、低插入损耗、高选择性的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SIR同轴腔体带通滤波器，目的在于针对目前市场上应用的通信基站滤波器体积过大、谐波抑制特性不好的缺陷，使滤波器尺寸远小于传统基站滤波器的尺寸，并且带内损耗低，带外抑制能力强，同时还有很好的谐波抑制能力。经过仿真和实测分析，当本发明和传统结构同轴腔体滤波器的中心频率都为1G时，使滤波器的体积减小了80%以上，实现滤波器的小型化，提高谐波抑制能力。
为达到上述发明目的，本发明的构思是：
1. 使用阶跃阻抗变换器SIR代替传统的均匀阻抗谐振器UIR，采用外方内圆的空气或陶瓷介质填充的同轴腔体结构来增加功率容量，SIR谐振器开路端电容加载进一步减少滤波器尺寸，顶端加调谐螺钉用于调谐谐振器的频率和相邻腔体间耦合。
2. SIR谐振器之间通过开窗和加耦合螺钉进行电容性耦合，耦合结构简单，微调方便，容性耦合产生的耦合电容适合滤波器小型化设计。
3. 输入输出采用直接耦合结构，50欧姆同轴探头直接焊接在SIR谐振杆上，因为抽头线与谐振杆有良好的接触，结构稳定。
4. SIR同轴腔体滤波器采用多阶梳状结构，滤波器加工时，腔体内表面和调谐螺钉、耦合螺钉需进行镀银处理以减少插入损耗。
5. 加工后滤波器包括三部分，即以阶跃阻抗变换器SIR为基本单元的谐振器，谐振器间的电容性耦合结构，直接耦合的输入输出结构，滤波器用空气或陶瓷介质填充，输入输出端口处焊接SMA接头，可用于实际测量。阶跃阻抗变换器SIR是由开路面、短路面和它们之间的阶跃结合面组成，短路面和开路面之间为低阻抗同轴传输线和一段高阻抗同轴传输线，合理调节阻抗比可以很好抑制谐波，由于阶跃面和开路面的边缘电容的存在使得谐振器尺寸可以大大减少。谐振器间容性耦合和谐振器开路端的电容加载分别产生的耦合电容和加载电容使得滤波器尺寸进一步缩小。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种SIR同轴腔体带通滤波器，具有由SIR基本谐振器单元耦合形成的梳状滤波器结构，SIR基本谐振器单元由杆状的内层金属传输线、与内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁和中间介质层三部分组成，中间介质层位于内层金属传输线和外层筒状金属壁之间的谐振腔体内，外层筒状金属壁的上下两端设置外层封盖板，将中间介质层固定于谐振腔体中。内层金属传输线是由直径不同的两段同轴传输线结合构成的 
阶跃阻抗变换器SIR谐振杆，大直径的同轴传输线形成低阻抗谐振杆，小直径的同轴传输线形成高阻抗谐振杆，低阻抗谐振杆和高阻抗谐振杆之间的连接处形成阶跃阻抗结合面，低阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线开路端，金属传输线开路端的顶端设有开路端同轴挖孔，靠近开路端同轴挖孔的开口方向设置同轴的调谐螺钉，调谐螺钉连接在外层封盖板上，高阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线短路端，梳状滤波器结构中最外侧的两个SIR基本谐振器单元的高阻抗谐振杆与SMA接头电连接。
在相互耦合的任意相邻的两个SIR基本谐振器单元之间设有开窗间隙，在开窗间隙内增设耦合螺钉实现容性耦合，耦合螺钉也连接在外层封盖板上。
上述SIR基本谐振器单元采用外方内圆同轴腔体结构，外层筒状金属壁为方形金属壳，内层金属传输线为圆杆状。
上述筒状金属壁包括四个固定的金属壁和与上下金属盖板，上下金属盖板用螺丝固定。
上述调谐螺钉悬伸探入开路端同轴挖孔的深度可调，上述耦合螺钉的一端也连接在外层封盖板上，耦合螺钉的另一端悬伸探入开窗间隙的深度也可调。
的相邻腔体间的耦合结构和SIR基本谐振器单元是对称结构，由4个SIR基本谐振器单元耦合形成的梳状滤波器结构，包括两个外侧SIR基本谐振器单元和两个中部SIR基本谐振器单元。
上述SMA接头的一端通过50欧姆的同轴探头与SIR基本谐振器单元的高阻抗谐振杆电连接，SMA接头的另一端处增设吸收性材料PML的匹配层。
上述中间介质层材料为空气或陶瓷介质。
上述各SIR基本谐振器单元的外层筒状金属壁的内表面、调谐螺钉镀层和耦合螺钉镀层的材料为金、银或铜中的任意一种金属或任意几种金属的合金。
上述梳状滤波器的耦合结构和SIR基本谐振器单元结构是对称结构，外侧SIR基本谐振器单元与中部SIR基本谐振器单元之间的耦合螺钉长度大于两个中部SIR基本谐振器单元之间的耦合螺钉长度。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1. 本发明滤波器由阶跃阻抗变换器SIR为基本谐振单元，SIR是由两个具有不同特性阻抗的同轴传输线，通过阻抗阶跃结合面组合而成的横向电磁场或准横向电磁场模式的谐振器。与传统的均匀同轴传输线谐振器相比，阶跃阻抗变换器SIR由于其阶跃处的电容效应，能大大减少谐振腔的尺寸。SIR的谐振条件取决于阻抗比，一般的均匀阻抗同轴传输线谐振器的谐振条件唯一取决于同轴传输线的长度，因此SIR多了一个自由度而设计滤波器时更加灵活。
2. SIR能通过调节阻抗比来很好的控制杂散谐振频率提高谐波抑制能力，所以本发明滤波器具有较宽阻带。
3. SIR谐振器开路端电容加载以及相邻谐振腔间采用容性耦合结构，产生的加载电容和耦合电容进一步缩小了滤波器的尺寸，因此本发明滤波器具有低插入损耗、高选择性、小型化和宽阻带的优点。
4. 馈电方式为直接接入，直接耦合结构适合窄带同轴腔体滤波器的设计，同轴探头直接焊接在SIR谐振杆上，结构稳定。
5. 采用梳状滤波器结构，结构简单，降低了加工的复杂度。
附图说明
图1是本发明实施例一的SIR基本谐振器单元的阶跃阻抗谐振器结构示意图。
图2是本发明实施例一的SIR基本谐振器单元的阶跃阻抗谐振器的尺寸关系图。
图3是图2中的A向视图。
图4是本发明实施例一的SIR基本谐振器单元的阶跃阻抗谐振器的立体结构示意图。
图5是本发明实施例一的梳状滤波器结构中最外侧的SIR基本谐振器单元的结构示意图。
图6是本发明实施例一的梳状滤波器结构中最外侧的SIR基本谐振器单元立体结构图。
图7是本发明实施例一的相邻的SIR基本谐振器单元耦合结构示意图。
图8是图7中的B向视图。
图9是本发明实施例一的相邻的SIR基本谐振器单元耦合立体结构示意图。
图10是本发明实施例三的SIR同轴腔体带通滤波器的整体平面结构示意图。
图11是本发明实施例三的SIR同轴腔体带通滤波器的整体结构的立体示意图。
图12是现有技术中的传统结构的同轴腔体滤波器的整体平面结构示意图。
图13是本发明实施例三的SIR同轴腔体带通滤波器仿真的频率响应示意图。
图14是本发明实施例三的SIR同轴腔体带通滤波器的谐波抑制特性曲线示意图。
图15是现有技术中的传统结构的同轴腔体滤波器仿真的频率响应示意图。
图16是本发明实施例四的梳状滤波器结构中最外侧的SIR基本谐振器单元结构示意图。
具体实施方式
结合附图，对本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
参见图1～图9，一种SIR同轴腔体带通滤波器，具有由SIR基本谐振器单元耦合形成的梳状滤波器结构，SIR基本谐振器单元由杆状的内层金属传输线7、与内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁1和中间介质层4三部分组成，中间介质层4位于内层金属传输线7和外层筒状金属壁1之间的谐振腔体内，外层筒状金属壁1的上下两端设置外层封盖板，将中间介质层4固定于谐振腔体中，其特征在于：内层金属传输线7是由直径不同的两段同轴传输线结合构成的
阶跃阻抗变换器SIR谐振杆，大直径的同轴传输线形成低阻抗谐振杆，小直径的同轴传输线形成高阻抗谐振杆，低阻抗谐振杆和高阻抗谐振杆之间的连接处形成阶跃阻抗结合面3，低阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线开路端2，金属传输线开路端2的顶端设有开路端同轴挖孔5，靠近开路端同轴挖孔5的开口方向设置同轴的调谐螺钉6，调谐螺钉6连接在外层封盖板上，高阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线短路端13，梳状滤波器结构中最外侧的两个SIR基本谐振器单元的高阻抗谐振杆与SMA接头9电连接。在本实施例中，
型阶跃阻抗谐振器SIR单元示意图如图1～图4所示，它是由金属传输线开路端2、金属传输线短路端13和它们间的阶跃阻抗结合面3所构成的基本单元。
型阶跃阻抗变换器SIR作为基本谐振单元，在不会减小无载Q值的情况下，可大大减小谐振器尺寸，并通过调节阻抗比可较好地控制杂散频率。由于靠近开路端同轴挖孔5的开口方向设置同轴的调谐螺钉6，实现金属传输线开路端2的电容加载，进一步缩短了谐振器的尺寸。在本实施例中，阶跃阻抗谐振器被应用到本发明SIR同轴腔体通带滤波器中，与一般的均匀阻抗同轴传输线谐振器的谐振条件唯一取决于同轴传输线的长度不同，SIR的谐振条件取决于不同直径的谐振杆的电长度、和以及阻抗比，SIR能通过调节阻抗比
来很好的控制杂散谐振频率提高谐波抑制能力，可以使本发明滤波器具有较宽阻带，因此SIR多了一个自由度而设计滤波器时更加灵活。根据阶跃阻抗谐振器的基本原理和滤波器的综合理论，可应用于3G通信基站的同轴腔体滤波器，滤波器具有很好的杂散频率抑制特性，且其尺寸远比传统基站滤波器小，满足了现代通信系统对滤波器小型化、低插入损耗、高选择性、宽阻带的要求, 能够广泛应用于现代移动通信系统。
参见图3、图4、图6、图8和图9，在本实施例中，SIR基本谐振器单元采用外方内圆同轴腔体结构，外层筒状金属壁1为方形金属壳，内层金属传输线7为圆杆状。采用外方内圆同轴腔体结构的SIR基本谐振器单元的同轴腔体结构可以增加功率容量，并且构造简单，降低了加工的复杂度，便于制造、维护和检测，具有良好的电磁特性。
在本实施例中，筒状金属壁1包括四个固定的金属壁和与上下金属盖板，上下金属盖板用螺丝固定。采用筒状金属壁1和上下金属盖板的组装连接方式，结构简单，制造方便。
参见图2和图5，在本实施例中，中间介质层4材料为空气或陶瓷介质。在本实施例中，谐振腔体内部介质填充可以是空气或其它介电常数的介质，特别是加载陶瓷介质可以制造低成本的小型化滤波器。
在本实施例中，各SIR基本谐振器单元的外层筒状金属壁1的内表面、调谐螺钉6镀层和耦合螺钉12镀层的材料为金、银或铜中的任意一种金属或任意几种金属的合金。在本实施例中，各个谐振器内表面和调谐螺钉、耦合螺钉、耦合螺钉等金属镀层采用导电性能较好的金属材料，如金、或银、或铜，可显著减少滤波器插入损耗。
在本实施例中，根据阶跃阻抗谐振器的基本原理和滤波器的综合理论，本发明的同轴腔体梳状带通滤波器的技术指标要求为：中心频率
=1GHz，带宽BW=25MHz，带内插入损耗
，带外衰减>30dB，在
，谐振器的长度小于40mm。根据切比雪夫滤波器综合理论，本发明的最终设计参数为：
⒈终端外界Q值：[
] = [34.15，34.15]
⒉耦合系数：[
]=[0.0240，0.0182，0.0240]
参见图1，图中特性阻抗和电长度分别为
，
，
，
，若忽略阶跃非连续性和开路端的边缘电容，输入阻抗
的表达式为
作为并联谐振单元的条件是式（a）的
分母为零，即
设总长度
，归一化长度
，则由式（b）得
为实现小型化，应使
，当
，即
时，
和
都取最小值。
本发明参见图2所示结构，采用空气填充形成中间介质层4的外方内圆的 型SIR同轴腔结构，细柱和粗柱的半径分别为
和
，外方腔边长为2×b，
和
的计算公式如下：
本发明滤波器考虑到阶跃非连续性和开路端的边缘电容的影响，取谐振器长度取38mm。对于空气填充的 型SIR谐振腔在
时，归一化长度
，阻抗比。为了获得较大的无载品质因数
，
应在
和
之间，根据上述公式，对于谐振频率为1GHz空气填充的型SIR谐振器，其尺寸参数为
，
，
，则
为：
，
，
，从而得出设定的尺寸参数完全符合理论值。在HFSS中建立单腔3D仿真模型如图4所示，在单腔模型仿真中，通过调节腔体顶端调谐螺钉6的深度可使谐振腔谐振在中心频率
处。
参见图7～图9，在本实施例中，在相互耦合的任意相邻的两个SIR基本谐振器单元之间设有开窗间隙11，在开窗间隙11内增设耦合螺钉12实现容性耦合，耦合螺钉12也连接在外层封盖板上。在本实施例中，SIR基本谐振器单元之间通过开窗和加耦合螺钉进行电容性耦合，耦合结构简单，微调方便，容性耦合产生的耦合电容适合滤波器小型化设计与制造。在电磁仿真软件HFSS中，相邻两个谐振腔之间的耦合系数K的求解模型如图7～图9所示，腔间采用开窗间隙11加耦合螺钉12实现容性耦合。用奇偶模分析法在HFSS中提取两个本征频率
和
，
是耦合对称面为完全电壁时谐振腔体的谐振频率，
是耦合对称面为完全磁壁时谐振腔体的谐振频率，本发明滤波器谐振腔之间属于弱耦合，相邻两腔的耦合系数K可由式（d）求得，调节耦合窗口大小和耦合螺钉的长度可以改变两个本征频率
和
从而达到调节耦合系数K的目的。通过优化仿真就可以得到耦合系数K和开窗大小、耦合螺钉长度的关系曲线，根据理论需要的耦合系数K可以最终确定开窗尺寸和耦合螺钉的长度。仿真模型与实际滤波器有相同的结构和尺寸，加工时与实施例一基本相同，特别之处是金属盖板上焊接耦合金属螺钉用以调节耦合系数，两同轴腔体间按实际求出的尺寸进行开窗。
（d）
相邻SIR基本谐振器单元之间采用开窗加耦合螺钉的耦合结构实现电容性耦合，适合此梳状滤波器的小型化设计与制造。
加工在本实施例带通滤波器时，外面采用方形金属腔，上下加金属盖板，上盖板焊有调谐螺钉，里面是一段低阻抗同轴传输线和一段高阻抗同轴传输线构成的金属谐振杆，金属谐振杆开路端挖孔进行电容加载以减少谐振器的尺寸，整个腔体可采用空气介质填充。
实施例二：
本实施例与实施例一的技术方案基本相同，不同之处在于：
在本实施例中，调谐螺钉6悬伸探入开路端同轴挖孔5的深度可调，耦合螺钉12的一端也连接在外层封盖板上，耦合螺钉12的另一端悬伸探入开窗间隙11的深度也可调。在本实施例中，根据具体谐振器设计与制造的需要，可以将调谐螺钉6和耦合螺钉12焊接在外层封盖板上，也可以使调谐螺钉6和耦合螺钉12分别通过机械连接机构与外层封盖板固定连接，便于调谐和强化耦合效应。
阶跃阻抗变换器SIR是由开路面、短路面和它们之间的阶跃结合面组成，短路面和开路面之间为低阻抗同轴传输线和一段高阻抗同轴传输线，合理调节阻抗比可以很好抑制谐波，由于阶跃面和开路面的边缘电容的存在使得谐振器尺寸可以大大减少。谐振器间容性耦合和谐振器开路端的电容加载分别产生的耦合电容和加载电容使得滤波器尺寸进一步缩小。
实施例三：
本实施例与实施例一和实施例二的技术方案基本相同，不同之处在于：
参见图10和图11，在本实施例中，的相邻腔体间的耦合结构和SIR基本谐振器单元是对称结构，由4个SIR基本谐振器单元耦合形成的梳状滤波器结构，包括两个外侧SIR基本谐振器单元a、d和两个中部SIR基本谐振器单元b、c。在本实施例中，的相邻腔体间的耦合结构和SIR基本谐振器单元是对称结构，可用奇偶模理论进行分析。本发明SIR同轴腔体滤波器具有低插入损耗、高选择性、小型化的优点，采用
型SIR做基本谐振单元形成梳状滤波器结构，减少了滤波器的尺寸，而且通过控制阻抗比
可很好的控制杂散频率，实现滤波器小型化、宽阻带设计，比起传统的同轴腔体滤波器该发明滤波器缩小了约85%的体积。
参见图10和图11，在本实施例中，梳状滤波器的耦合结构和SIR基本谐振器单元结构是对称结构，外侧SIR基本谐振器单元a、d与中部SIR基本谐振器单元b、c之间的耦合螺钉12长度hab、hcd大于两个中部SIR基本谐振器单元b、c之间的耦合螺钉12长度hbc。图10是本实施例的平面结构示意图，结合图2的单腔体结构尺寸关系和图8的相邻的SIR基本谐振器单元耦合结构尺寸关系，经过设计、仿真和优化，最终采用该新型SIR同轴腔体滤波器的具体尺寸如下：
外层筒状金属壁的左右宽度b=7.5mm，高阻抗谐振杆半径a1=2mm，低阻抗谐振杆半径a2=6mm，调谐螺钉半径a3=2.5mm，开路端同轴挖孔半径a4=4mm，高阻抗谐振杆长度L1=17.9mm，低阻抗谐振杆长度L2=16.6mm，抽头的高度H=5.5mm；
梳状滤波器的耦合结构的4个调谐螺钉的长度sLa= sLd=7.5mm，sLb= sLc=6.25mm；
梳状滤波器的耦合结构的3个耦合螺钉的长度hab=hcd=16mm，hbc=13.285mm，耦合螺钉半径t=4mm；
相邻的SIR基本谐振器单元之间的开窗间隙宽度w=3mm；外层筒状金属壁前后宽度分别与梳状滤波器的耦合结构的3个开窗间隙前后宽度差Wab= Wcd =11.85mm，Wbc =10.75mm。
基于上述方法设计了中心频率为1GHz，相对带宽为2.5%的新型SIR同轴腔体滤波器，通过电磁仿真软件HFSS进行仿真，调试。
图11是本发明滤波器的整体3D结构示意图，图13是本发明新型SIR同轴腔体滤波器频率响应的仿真结果，图14是本发明滤波器的谐波抑制特性曲线。
图12是传统同轴腔体滤波器整体3D结构图，图中内导体是均匀阻抗谐振杆UIR，图15是传统同轴腔体滤波器频率响应的仿真结果。
以上仿真结果表明：
1. 通带带宽约为25MHz，带内插入损耗均小于0.1dB；
2. 通带截止边沿陡峭，在时，带外衰减>30dB；
3. 新型SIR同轴腔体滤波器的谐波抑制能力很好。
4. 比较两滤波器的仿真结果，无论是带内插入损耗特性还是带外抑制能力，本发明滤波器都具有很好的优越性。
5. 传统同轴腔体滤波器体积为149mm×35mm×50mm，本发明的滤波器体积为69mm×15mm×38mm，新型SIR同轴腔体滤波器是传统同轴腔体滤波器体积的15%，实现了滤波器的小型化。
实施例四：
本实施例与前述实施例的技术方案基本相同，不同之处在于：
参见图16，在本实施例中，SMA接头9的一端通过50欧姆的同轴探头8与SIR基本谐振器单元的高阻抗谐振杆电连接，SMA接头9的另一端处增设吸收性材料PML的匹配层10。在本实施例中，馈电方式为直接接入，即输入输出采用直接耦合结构，50欧姆同轴探头8可直接焊接在SIR谐振杆上，直接耦合结构适合窄带同轴腔体滤波器的设计。由于抽头线与谐振杆有良好的接触，使结构更加稳定。在本实施例中，在单腔模型基础上，利用电磁仿真软件HFSS求解终端外界Q值，终端外界Q值就是终端电阻反射到第一个谐振器中所得到的Q值。本发明采用直接耦合结构即50欧姆同轴探头8可直接焊接在内层金属传输线7的高阻抗谐振杆上，终端外界Q值与抽头的高度H仿真模型如图16所示，为了在HFSS中采用本征模式分析，需在SMA接头9的输入输出端口处加一个吸收性材料PML的匹配层10。通过优化仿真就可以得到有载Q值和抽头高度H之间的关系，根据理论需要的终端外界Q值就可以最终确定抽头高度H。仿真模型与实际滤波器有相同的结构和尺寸，确定抽头高度后，加工时和实施例一相同，特别之处是输入输出结构采用直接耦合形式，将50欧姆同轴探头8直接焊接在金属谐振杆上，同轴探头8输入处焊接SMA接头9，结构稳定。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明SIR同轴腔体带通滤波器的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1. 一种SIR同轴腔体带通滤波器，具有由SIR基本谐振器单元耦合形成的梳状滤波器结构，所述SIR基本谐振器单元由杆状的内层金属传输线（7）、与所述内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁（1）和中间介质层（4）三部分组成，所述中间介质层（4）位于所述内层金属传输线（7）和所述外层筒状金属壁（1）之间的谐振腔体内，所述外层筒状金属壁（1）的上下两端设置外层封盖板，将所述中间介质层（4）固定于谐振腔体中，其特征在于：所述内层金属传输线（7）是由直径不同的两段同轴传输线结合构成的 
阶跃阻抗变换器SIR谐振杆，大直径的同轴传输线形成低阻抗谐振杆，小直径的同轴传输线形成高阻抗谐振杆，所述低阻抗谐振杆和高阻抗谐振杆之间的连接处形成阶跃阻抗结合面（3），所述低阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线开路端（2），所述金属传输线开路端（2）的顶端设有开路端同轴挖孔（5），靠近所述开路端同轴挖孔（5）的开口方向设置同轴的调谐螺钉（6），所述调谐螺钉（6）连接在所述外层封盖板上，所述高阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线短路端（13），所述梳状滤波器结构中最外侧的两个SIR基本谐振器单元的高阻抗谐振杆与SMA接头（9）电连接。
2. 根据权利要求1所述的SIR同轴腔体带通滤波器，其特征在于：在相互耦合的任意相邻的两个所述SIR基本谐振器单元之间设有开窗间隙（11），在所述开窗间隙（11）内增设耦合螺钉（12）实现容性耦合，所述耦合螺钉（12）也连接在所述外层封盖板上。
3. 根据权利要求2所述的SIR同轴腔体带通滤波器，其特征在于：所述SIR基本谐振器单元采用外方内圆同轴腔体结构，所述外层筒状金属壁（1）为方形金属壳，所述内层金属传输线（7）为圆杆状。
4. 根据权利要求3所述的SIR同轴腔体带通滤波器，其特征在于：所述筒状金属壁（1）包括四个固定的金属壁和与上下金属盖板，上下金属盖板用螺丝固定。
5. 根据权利要求2所述的SIR同轴腔体带通滤波器，其特征在于：所述调谐螺钉（6）悬伸探入所述开路端同轴挖孔（5）的深度可调，所述耦合螺钉（12）的一端也连接在所述外层封盖板上，所述耦合螺钉（12）的另一端悬伸探入开窗间隙（11）的深度也可调。
6. 根据权利要求2所述的SIR同轴腔体带通滤波器，其特征在于：所述的相邻腔体间的耦合结构和SIR基本谐振器单元是对称结构，由4个所述SIR基本谐振器单元耦合形成的梳状滤波器结构，包括两个外侧SIR基本谐振器单元（a、d）和两个中部SIR基本谐振器单元（b、c）。
7. 根据权利要求1～6中任意一项所述的SIR同轴腔体带通滤波器，其特征在于：所述SMA接头（9）的一端通过50欧姆的同轴探头（8）与所述SIR基本谐振器单元的高阻抗谐振杆电连接，所述SMA接头（9）的另一端处增设吸收性材料PML的匹配层（10）。
8. 根据权利要求1～6中任意一项所述的SIR同轴腔体带通滤波器，其特征在于：所述中间介质层（4）材料为空气或陶瓷介质。
9. 根据权利要求1～6中任意一项所述的SIR同轴腔体带通滤波器，其特征在于：各所述SIR基本谐振器单元的外层筒状金属壁（1）的内表面、所述调谐螺钉（6）镀层和所述耦合螺钉（12）镀层的材料为金、银或铜中的任意一种金属或任意几种金属的合金。
10. 根据权利要求6所述的SIR同轴腔体带通滤波器，其特征在于：所述梳状滤波器的耦合结构和SIR基本谐振器单元结构是对称结构，所述外侧SIR基本谐振器单元（a、d）与中部SIR基本谐振器单元（b、c）之间的耦合螺钉（12）长度（hab、hcd）大于两个中部SIR基本谐振器单元（b、c）之间的耦合螺钉（12）长度（hbc）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011104456842A CN102522617A (zh) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Sir同轴腔体带通滤波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011104456842A CN102522617A (zh) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Sir同轴腔体带通滤波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102522617A true CN102522617A (zh) | 2012-06-27 |
Family
ID=46293453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011104456842A Pending CN102522617A (zh) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Sir同轴腔体带通滤波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102522617A (zh) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103138034A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-05 | 上海大学 | Sir同轴腔体双通带滤波器 |
| CN105680125A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-06-15 | 天工方案公司 | 使用阶梯阻抗谐振器的陶瓷滤波器 |
| CN106025468A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-10-12 | 苏州艾福电子通讯股份有限公司 | 一种陶瓷腔体滤波器 |
| CN106450616A (zh) * | 2016-08-12 | 2017-02-22 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 射频腔体器件及其盖板、盖板的设计方法 |
| CN107331927A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-07 | 西安电子科技大学 | 一种小型化宽带电调腔体滤波器 |
| CN107579320A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-12 | 华南理工大学 | 一种谐波抑制同轴腔体滤波器 |
| CN107579321A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-12 | 华南理工大学 | 一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器 |
| CN108111139A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | 烟台明德亨电子科技有限公司 | 一种smd石英谐振器及其加工设备及方法 |
| CN110148820A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-20 | 井冈山大学 | 一种基于阶跃阻抗饼片加载的小型化同轴腔三模宽带滤波器 |
| CN111489863A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-04 | 清华大学 | 同轴线结构 |
| CN111697295A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-09-22 | 成都镭迪昇科技有限公司 | 一种具有调谐结构的电磁混合滤波器 |
| CN111709154A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-09-25 | 成都镭迪昇科技有限公司 | 一种腔体滤波器中混合电磁耦合产生传输零点的设计方法 |
| CN112397859A (zh) * | 2020-11-08 | 2021-02-23 | 西安电子工程研究所 | 基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器结构 |
| CN114792873A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-26 | 陕西索飞电子科技有限公司 | 一种谐振器及选频方法、滤波器、滤波器组合 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5738001A (en) * | 1980-08-18 | 1982-03-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Band-pass filter for high frequency |
| CN101809809A (zh) * | 2007-07-30 | 2010-08-18 | 株式会社村田制作所 | 介质谐振器装置及其制造方法 |
| CN201966310U (zh) * | 2010-12-29 | 2011-09-07 | 摩比天线技术（深圳）有限公司 | 一种可调节远端谐波的同轴腔体滤波器 |
-
2011
- 2011-12-28 CN CN2011104456842A patent/CN102522617A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5738001A (en) * | 1980-08-18 | 1982-03-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Band-pass filter for high frequency |
| CN101809809A (zh) * | 2007-07-30 | 2010-08-18 | 株式会社村田制作所 | 介质谐振器装置及其制造方法 |
| CN201966310U (zh) * | 2010-12-29 | 2011-09-07 | 摩比天线技术（深圳）有限公司 | 一种可调节远端谐波的同轴腔体滤波器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 冯东旭、夏哲雷、凌访华: "基于SIR的同轴腔体带通滤波器设计", 《《中国计量学院学报》》 * |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103138034A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-05 | 上海大学 | Sir同轴腔体双通带滤波器 |
| US11777185B2 (en) | 2014-09-30 | 2023-10-03 | Skyworks Solutions, Inc. | Ceramic filter using stepped impedance resonators having an inner cavity with a decreasing inner diameter provided by a plurality of steps |
| CN105680125A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-06-15 | 天工方案公司 | 使用阶梯阻抗谐振器的陶瓷滤波器 |
| US11374296B2 (en) | 2014-09-30 | 2022-06-28 | Skyworks Solutions, Inc. | Ceramic filter using stepped impedance resonators having an inner cavity with a decreasing inner diameter provided by a plurality of tapers |
| CN105680125B (zh) * | 2014-09-30 | 2020-01-14 | 天工方案公司 | 使用阶梯阻抗谐振器的陶瓷滤波器 |
| US10658721B2 (en) | 2014-09-30 | 2020-05-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Ceramic filters using stepped impedance resonators having an inner cavity with at least one step and at least one taper |
| CN106025468A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-10-12 | 苏州艾福电子通讯股份有限公司 | 一种陶瓷腔体滤波器 |
| CN106450616A (zh) * | 2016-08-12 | 2017-02-22 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 射频腔体器件及其盖板、盖板的设计方法 |
| CN106450616B (zh) * | 2016-08-12 | 2020-07-28 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 射频腔体器件及其盖板、盖板的设计方法 |
| CN108111139B (zh) * | 2016-11-25 | 2023-10-31 | 四川明德亨电子科技有限公司 | 一种smd石英谐振器及其加工设备及方法 |
| CN108111139A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | 烟台明德亨电子科技有限公司 | 一种smd石英谐振器及其加工设备及方法 |
| CN107331927A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-07 | 西安电子科技大学 | 一种小型化宽带电调腔体滤波器 |
| CN107331927B (zh) * | 2017-06-30 | 2019-03-26 | 西安电子科技大学 | 一种小型化宽带电调腔体滤波器 |
| CN107579321A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-12 | 华南理工大学 | 一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器 |
| CN107579321B (zh) * | 2017-08-21 | 2019-12-10 | 华南理工大学 | 一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器 |
| CN107579320A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-12 | 华南理工大学 | 一种谐波抑制同轴腔体滤波器 |
| CN110148820A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-20 | 井冈山大学 | 一种基于阶跃阻抗饼片加载的小型化同轴腔三模宽带滤波器 |
| CN110148820B (zh) * | 2019-05-23 | 2023-12-01 | 井冈山大学 | 基于阶跃阻抗饼片加载的小型化同轴腔三模宽带滤波器 |
| CN111489863A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-04 | 清华大学 | 同轴线结构 |
| CN111489863B (zh) * | 2020-05-06 | 2021-07-09 | 清华大学 | 同轴线结构 |
| CN111697295A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-09-22 | 成都镭迪昇科技有限公司 | 一种具有调谐结构的电磁混合滤波器 |
| CN111709154A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-09-25 | 成都镭迪昇科技有限公司 | 一种腔体滤波器中混合电磁耦合产生传输零点的设计方法 |
| CN112397859A (zh) * | 2020-11-08 | 2021-02-23 | 西安电子工程研究所 | 基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器结构 |
| CN112397859B (zh) * | 2020-11-08 | 2022-04-19 | 西安电子工程研究所 | 基于阶跃阻抗谐振器的同轴宽阻带带通滤波器结构 |
| CN114792873A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-26 | 陕西索飞电子科技有限公司 | 一种谐振器及选频方法、滤波器、滤波器组合 |
| CN114792873B (zh) * | 2022-04-11 | 2023-11-28 | 陕西索飞电子科技有限公司 | 一种谐振器及选频方法、滤波器、滤波器组合 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102522617A (zh) | Sir同轴腔体带通滤波器 | |
| CN103138034A (zh) | Sir同轴腔体双通带滤波器 | |
| EP1732158A1 (en) | Microwave filter including an end-wall coupled coaxial resonator | |
| US8947177B2 (en) | Coupling mechanism for a PCB mounted microwave re-entrant resonant cavity | |
| US4757285A (en) | Filter for short electromagnetic waves formed as a comb line or interdigital line filters | |
| CN101252215A (zh) | 带有螺旋刻槽结构内导体的微波谐振腔 | |
| CN107146930B (zh) | 基于s-型互补螺旋线的半模基片集成波导带通滤波器 | |
| EP3849012A1 (en) | Cavity high-q three-mode dielectric resonance structure and filter containing resonance structure | |
| CN107017454A (zh) | 一种介质腔体双通带滤波器 | |
| KR100198944B1 (ko) | 이중 결합 선로 특성을 갖는 듀플렉서 | |
| CN207459134U (zh) | 一种宽带交指带通滤波器 | |
| CN106816675B (zh) | 腔体式带阻滤波器及射频器件 | |
| CN109888442A (zh) | 一种四模介质带通滤波器 | |
| CN101465458B (zh) | 一种小型化高性能微带双模带通滤波器 | |
| KR20150021138A (ko) | 3중 모드 필터 | |
| CN201332134Y (zh) | 多圆弧谐振腔双模带通滤波器 | |
| CN116565494A (zh) | 一种基于嵌入式阶跃阻抗谐振器的可调同轴带通滤波器 | |
| CN108428982A (zh) | 一种腔体三通带滤波器 | |
| CN105789791A (zh) | 一种大范围频带可调的腔体滤波器 | |
| CN102738552B (zh) | 电介质谐振器件 | |
| CN212461993U (zh) | 微波谐振器和滤波器 | |
| KR101238258B1 (ko) | 메타물질 씨알엘에이치 동축선 공동 공진기 | |
| CN201655940U (zh) | 折叠滤波器 | |
| CN111478009A (zh) | 一种介质波导双工器 | |
| CN206040918U (zh) | 一种低频段腔体带通滤波器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120627 |