CN103296360A - 一种腔体介质滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种腔体介质滤波器，包括腔体、安装在所述腔体上的输入端和输出端，所述腔体内设有若干谐振腔，每个谐振腔内均设有谐振子和固定谐振子的支撑体，所述相邻谐振腔之间组成耦合，至少一对相邻谐振腔之间用一金属杆相连组成耦合。通过金属杆连接谐振腔内的金属微结构，实现了通带两边产生传输零点，具有良好的带外抑制性能，从而提高了滤波器的滤波性能。
Description
【技术领域】
本发明涉及通信领域，具体的涉及一种腔体介质滤波器。
【背景技术】
滤波器是无线电技术中的常见器件之一，被广泛应用于通讯、雷达、导航、电子对抗、卫星、测试仪表等电子设备中。
因现代通信系统要求低成本、小体积、低损耗的高性能指标，使得常规切比雪夫滤波器已不能满足需求，故需要在其通带边带引入有限的传输零点，以提高通带边带的抑制性能。
超材料滤波器与传统低通滤波器相比，因其超材料的高介电常数ε可达100，其产品性能可以实现损耗更小、温度特性更优，且具有Q值高、体积小、整机功耗小、数据传输速率高的高性能参数，是目前解决LTE网络建设频谱资源瓶颈问题的最优选择，实现超材料滤波器的传输零点的控制，对通带的选择和带外衰减至关重要。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是：使用人工电磁材料的腔体介质滤波器在通带两边都产生传输零点，实现良好的带外抑制特性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种腔体介质滤波器，包括腔体、安装在所述腔体上的输入端和输出端，所述腔体内设有若干谐振腔，每个谐振腔内均设有谐振子和固定谐振子的支撑体，所述相邻谐振腔之间组成耦合，至少一对相邻谐振腔之间用一金属杆相连组成耦合。
所述谐振子为人工电磁材料，所述人工电磁材料包括两个基板和夹在所述两个基板之间的金属微结构。
所述谐振腔优选为四个，分别为第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔和第四谐振腔，所述输入端装在所述第一谐振腔上并伸入所述第一谐振腔中与金属盘相连，所述输出端装在所述第四谐振腔上并伸入所述第四谐振腔中与另一金属盘相连。
所述第一谐振腔与所述第二谐振腔、所述第二谐振腔与所述第三谐振腔、所述第三谐振腔与所述第四谐振腔之间均采用金属盘形成电场耦合，所述第一谐振腔与所述第四谐振腔之间通过金属杆相连形成磁场耦合。
所述第一谐振腔和所述第四谐振腔内的金属微结构均为工字型金属线。
所述工字型金属线包括第一金属线和与所述第一金属线相连的两条平行的第二金属线，且所述第一金属线平分所述第二金属线。
所述第一谐振腔和所述第四谐振腔内的第二金属线均与金属盘平行。
所述金属杆的两端分别与所述第一谐振腔的金属微结构、第四谐振腔的金属微结构通过金属杆相连。
所述第二谐振腔和所述第三谐振腔内的金属微结构均包括两个T型金属线，且两个T型金属线相互正交，其交点为所述基板的中心点。
所述T型金属线包括第三金属线和垂直且平分所述第三金属线的第四金属线，每个金属微结构的两个T型金属线的第四金属线垂直相交，且交点位于所述基板的中线点。
所述第三金属线均与金属盘相平行。
实施本发明的腔体介质滤波器，具有以下有益效果：通过金属杆连接谐振腔内的金属微结构，实现了通带两边产生传输零点，具有良好的带外抑制性能，从而提高了滤波器的滤波性能。
【附图说明】
图1现有技术中的腔体介质滤波器的俯视图；
图2是图1所述腔体介质滤波器的S参数特性仿真图；
图3是本实施例中腔体介质滤波器的俯视图；
图4是图3的尺寸示意图；
图5是图4所述腔体介质滤波器的S参数特性仿真图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种腔体介质滤波器，如图3所示，包括位于腔体内的第一谐振腔1、第二谐振腔2、第三谐振腔3和第四谐振腔4及安装在腔体上的输入端9和输出端10，输入端9和输出端10分别使用中间是导线周围是绝缘材料的结构比如同轴线输入信号或者导出信号，这里导线选用铜线，绝缘材料选用聚四氟乙烯，当然也可以选用其他材料，并且输入端9装在第一谐振腔1上并伸入第一谐振腔中与金属盘8相连，输出端10装在第四谐振腔4上并伸入第四谐振腔中与另一金属盘8相连，第一谐振腔1与第二谐振腔2、第二谐振腔2与第三谐振腔3、第三谐振腔3与第四谐振腔4之间均采用金属盘8形成电场耦合；
每个谐振腔内均设有谐振子5和固定谐振子的支撑体6，本实施例中谐振子为人工电磁材料，人工电磁材料为包括两个基板和夹在两个基板之间的金属微结构，本实施例中每个谐振子中只包含一个金属微结构，本发明的发明点在于，金属杆7两端分别与第一谐振腔1的金属微结构、第四谐振腔4的金属微结构相连，使第一谐振腔1与第四谐振腔4通过金属杆7相连形成磁场耦合；基板采用陶瓷材料，当然也可以为FR4、F4B、铁电材料、铁氧材料或者铁磁材料等。
第一谐振腔1和第四谐振腔4内的金属微结构均为工字型金属线，包括第一金属线12和与第一金属线12相连的两条平行的第二金属线11，且第一金属线12平分第二金属线11，并且所有的第二金属线11均与金属盘8平行；
第二谐振腔和第三谐振腔内的金属微结构均包括两个T型金属线，且两个T型金属线相互正交，且交点位于基板的中心点；
T型金属线包括第三金属线13和垂直且平分第三金属线13的第四金属14，每个金属微结构的两个T型金属线的第四金属线14垂直相交，且交点位于基板的中线点，同时第三金属线13均与金属盘8相平行。
继续如图4所示，每个基板5的尺寸为8mm ×30mm ×30mm，其中8mm为基板的厚度；第一谐振腔内的金属微结构的第一金属线a为29.6mm，第二金属线b为26.6mm；第四谐振腔内的金属微结构的第一金属线c为29.6mm，第二金属线d为29.6mm；第二谐振腔内的金属微结构的第三金属线e为20.6mm，第四金属线f为15.8mm；第三谐振腔内的金属微结构的第三金属线g为20.6mm，第四金属线h为20.8mm；所有金属线的宽度为0.2mm、厚度为0.018mm。而金属杆长度i为42.9mm、宽度j为0.7mm、厚度为0、7mm，整个腔体滤波器的尺寸为80mm ×80mm ×20mm，其中20mm为厚度；通过对该滤波器进行仿真，得到其对应的S参数特性曲线图如图5所示。
图1是现有技术中第一谐振腔与第四谐振腔没用采用金属杆相连，经过仿真，得到的S参数特性曲线图如图2所示，1、4谐振腔中的磁场均分布在中间的人工电磁材料附件，无法实现1、4谐振腔之间的传输，遂未能实现传输零点，对比图1、2可知，本实施例中的滤波器在参数要求不变的基础上实现了在通带两边产生传输零点，实现了良好的带外抑制特性，从而提高了滤波器的滤波性能。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下还可做出很多变形。比如腔体内的谐振腔可以是两个或若干个，或比如除了第一谐振腔金属微结构与第四谐振腔金属微结构通过金属杆相连产生耦合，其他谐振腔之间也可以采用这种方式进行耦合，或金属微结构也可以采用其他形状，或金属微结构的尺寸也可以根据实际需求而设计，或金属杆也可以根据实际需要设计尺寸大小，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种腔体介质滤波器，包括腔体、安装在所述腔体上的输入端和输出端，所述腔体内设有若干谐振腔，每个谐振腔内均设有谐振子和固定谐振子的支撑体，所述相邻谐振腔之间组成耦合，其特征在于，至少一对相邻谐振腔之间用一金属杆相连组成耦合。
2.根据权利要求1所述的腔体介质滤波器，其特征在于，所述谐振子为人工电磁材料，所述人工电磁材料包括两个基板和夹在所述两个基板之间的金属微结构。
3.根据权利要求1所述的腔体介质滤波器，其特征在于，所述谐振腔优选为四个，分别为第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔和第四谐振腔，所述输入端装在所述第一谐振腔上并伸入所述第一谐振腔中与金属盘相连，所述输出端装在所述第四谐振腔上并伸入所述第四谐振腔中与另一金属盘相连。
4.根据权利要求3所述的腔体介质滤波器，其特征在于，所述第一谐振腔与所述第二谐振腔、所述第二谐振腔与所述第三谐振腔、所述第三谐振腔与所述第四谐振腔之间均采用金属盘形成电场耦合，所述第一谐振腔与所述第四谐振腔之间通过金属杆相连形成磁场耦合。
5.根据权利要求2或3所述的腔体介质滤波器，其特征在于，所述第一谐振腔和所述第四谐振腔内的金属微结构均为工字型金属线。
6.根据权利要求5所述的腔体介质滤波器，其特征在于，所述工字型金属线包括第一金属线和与所述第一金属线相连的两条平行的第二金属线，且所述第一金属线平分所述第二金属线。
7.根据权利要求6所述的腔体介质滤波器，其特征在于，所述第一谐振腔和所述第四谐振腔内的第二金属线均与金属盘平行。
8.根据权利要求4至7任意一项所述的腔体介质滤波器，其特征在于，所述金属杆的两端分别与所述第一谐振腔的金属微结构、第四谐振腔的金属微结构通过金属杆相连。
9.根据权利要求2或3所述的腔体介质滤波器，其特征在于，所述第二谐振腔和所述第三谐振腔内的金属微结构均包括两个T型金属线，且两个T型金属线相互正交，其交点为所述基板的中心点。
10.根据权利要求9所述的腔体介质滤波器，其特征在于，所述T型金属线包括第三金属线和垂直且平分所述第三金属线的第四金属线，每个金属微结构的两个T型金属线的第四金属线垂直相交，且交点位于所述基板的中线点。
11.根据权利要求10所述的腔体介质滤波器，其特征在于，所述第三金属线均与金属盘相平行。
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| CN113922023A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-01-11 | 江苏贝孚德通讯科技股份有限公司 | 具有温度补偿的谐振杆和滤波器 |
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| CN101630768A (zh) * | 2009-08-11 | 2010-01-20 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 腔体介质滤波器 |
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