CN105489985A - 紧凑耦合的双模介质谐振滤波器 - Google Patents

Abstract

一种紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，属于通信技术领域。包括金属壳体、设置在金属壳体型腔内的两个或两个以上的介质谐振器、数量与介质谐振器相对应的支架以及一对用于将电磁能量引入所述金属壳体内和从金属外壳内提取电磁能量的输入/输出装置，各介质谐振器安装在支架高度方向的上端，支架垂直固定在金属壳体的腔底壁上，输入/输出装置安装在金属壳体的内侧壁上，且分别位于金属壳体型腔长度方向的一端和另一端，支架高度方向的下端伸展至金属壳体外并且在该端设置有高度调节机构，高度调节机构与金属壳体的底外壁相固定。优点：可通过改变介质谐振器的高度来改变谐振频率；介质谐振器具有两个谐振频点，可大大减小滤波器体积。

Description

紧凑耦合的双模介质谐振滤波器

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种紧凑耦合的双模介质谐振滤波器。

背景技术

要实现高质量的移动通信，控制干扰信号进入通信信道十分关键，一方面要控制通信信道外的干扰对通信道的影响，另一方面，在同一通信系统内还要控制通信通道内的相互干扰。为此，在移动通信基站中就要设置高质量的滤波器，不论是时分制还是频分制的通信体制，所述滤波器都是必不可少的。随着现代通信技术的迅速发展，通信设备使用要求的特殊性使得人们对通信系统装备的重量和尺寸要求越来越高，特别是对所述移动通信系统中滤波器的小型化、轻便化、高频化、低功耗化方面的要求越来越加强，基站小型化的发展趋势越来越明显。在微波通信技术领域，微波毫米波滤波器的研究具有悠久的历史，但其传统的如利用传统金属波导或利用微带线的技术，不是造价昂贵就是很难达到所要求的技术指标。介质谐振滤波器是微波滤波器电路技术的一个新发展，它可以满足微波滤波器尺寸小、插入损耗低、可实现集成设计的电路要求。目前，介质谐振器已被广泛用于微波集成电路中的带通和带阻滤波器的谐振元件、慢波结构、振荡器的稳频腔、以及鉴频器的标准腔等，它构成了微波器件小型化的基础。介质谐振器是用低损耗、高介电常数的介质材料如陶瓷等做成的一种谐振器，它具有如下特点：①体积小，由于电介质材料的介电常数高，可使介质谐振器的体积小至空腔波导或轴谐振器的1/10以下，便于实现电路小型化；②Q0值高，在0.1～30GHz频率范围内，Q0值可达103～104；③基本上无频率限制，可以适用到毫米波(高于100GHz)；④谐振频率的温度稳定性好。如何控制介质谐振滤波器中介质谐振器的谐振特性和谐振器间的耦合特性，对于提高滤波器的性能至关重要。实际应用的介质谐振器都是放在波导中或微带基片上的，由于金属板上将产生传导电流，引起导体损耗，所以介质谐振器的Q0值将降低。而对于高Q值的介质谐振器来说，实现紧凑耦合的介质谐振滤波器是非常困难。

鉴于上述已有技术，有必要加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，其谐振频率可调，且尺寸小、插入损耗低，能满足基站小型化建设。

本发明的目的是这样来达到的，一种紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，包括金属壳体、设置在金属壳体型腔内的两个或两个以上的介质谐振器、数量与介质谐振器相对应的支架以及一对用于将电磁能量引入所述金属壳体内和从金属外壳内提取电磁能量的输入/输出装置，各介质谐振器安装在所述的支架高度方向的上端，支架垂直固定在金属壳体的腔底壁上，所述的输入/输出装置安装在金属壳体的内侧壁上，且分别位于金属壳体型腔长度方向的一端和另一端，其特征在于：所述的支架高度方向的下端伸展至金属壳体外并且在该端设置有高度调节机构，所述的高度调节机构与金属壳体的底外壁相固定。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的高度调节机构包括螺钉固定座和调节螺钉，所述的螺钉固定座沿轴向在高度方向的上方开设支架容纳孔，在高度方向的下方开设螺钉容纳孔，所述的支架容纳孔和螺钉容纳孔相通，在所述的螺钉容纳孔的内侧壁设置与调节螺钉相适配的螺纹；所述的调节螺钉的高度方向的上端与所述的支架连接固定，调节螺钉高度方向的下端经支架容纳孔拧入螺钉容纳孔并伸展至螺钉容纳孔的下方。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的螺钉固定座在与金属壳体的底壁相接触的面形成一定位板。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的金属壳体还包括用于密封型腔的盖板。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的介质谐振器为圆柱形，在轴向开设有通孔，所述的支架在高度方向的上端延伸形成一与该通孔相适配的定位柱，所述的定位柱的直径小于支架本体的直径，所述的定位柱插入所述的通孔，对介质谐振器进行上下限位。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的介质谐振器具有两个谐振频点。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的介质谐振器的形状为矩形或圆环形。

本发明中所述的介质谐振器安装在支架上，所述的支架通过高度调节机构进行高度调节，从而可使介质谐振器的谐振频率发生改变；所述的介质谐振器具有两个谐振频点，可大大减小滤波器体积，能满足基站小型化趋势所提出的滤波器尺寸变小、插损减少但又方便集成电路的要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的纵剖图。

图中：1.金属壳体、11.盖板；2.介质谐振器、21.通孔；3.支架、31.定位柱；4.输入/输出装置；5.高度调节机构、51.螺钉固定座、511.支架容纳孔、512.螺钉容纳孔、513.螺纹、514.定位板、52.调节螺钉。

具体实施方式

申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

请参阅图1并结合图2，一种紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，包括金属壳体1、设置在金属壳体1型腔内的两个或两个以上的介质谐振器2、数量与介质谐振器2相对应的支架3以及用于将电磁能量引入所述金属壳体1内和从金属外壳1内提取电磁能量的输入/输出装置4，在本实施例中，所述的介质谐振器2的数量为两个。所述的金属壳体1包括用于密封型腔的盖板11，所述的盖板11通过螺钉与金属壳体1相固定。所述的介质谐振器2的形状可以为圆柱形、矩形或圆环形，在本实施例中，以圆柱形为例进行说明。各介质谐振器2安装在所述的支架3高度方向的上端，支架3垂直固定在金属壳体1的腔底壁上，所述的支架3高度方向的下端伸展至金属壳体1外并且在该端设置有高度调节机构5。所述的高度调节机构5与金属壳体1的底外壁相固定。具体地，所述的介质谐振器2在轴向开设有通孔21，所述的支架3在高度方向的上端延伸形成一与该通孔21相适配的定位柱31，所述的定位柱31的直径小于支架3本体的直径，所述定位柱31插入所述通孔21，对介质谐振器2进行上下限位。所述的高度调节机构5包括螺钉固定座51和调节螺钉52，所述的螺钉固定座51沿轴向在高度方向的上方开设支架容纳孔511，在高度方向的下方开设螺钉容纳孔512，所述的支架容纳孔511和螺钉容纳孔512相通。在所述的螺钉容纳孔512的内侧壁设置与调节螺钉52相适配的螺纹513。所述的螺钉固定座52在与金属壳体1的底壁相接触的面形成一定位板514，所述的定位板514通过均匀分布在其四周的螺钉与金属壳体1的底壁相固定。所述的调节螺钉52的高度方向的上端与所述的支架3连接固定，调节螺钉52高度方向的下端经支架容纳孔511拧入螺钉容纳孔512并伸展至螺钉容纳孔512的下方。所述的输入/输出装置4安装在金属壳体1的内侧壁上，且分别位于金属壳体1型腔长度方向的一端和另一端，用于与位于该端部型腔内的介质谐振器2的相应端部耦合电磁能量。输入/输出装置4对外连接有同轴电缆，用于电磁能量的传输。所述的介质谐振器2具有两个谐振频点。

一般地，对于给定了介电常数和尺寸的介质谐振器，可以直接从有关曲线图中求得其谐振频率。例如，对于介电常数为38的394材料做的圆柱形介质谐振器，它的频率与尺寸间的关系公式如下：

$D=\frac{57.57}{f_0\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}}(\frac{D}{L}+3.88)---\left(1\right)$

其中，D/L＝2～2.5，D为谐振器的外径，L为谐振器高度，εr为谐振器的介电常数，f₀为谐振器的谐振频率。由此可知，当谐振器高度L发生改变时，谐振器的谐振频率f₀随之发生变化。本发明中所述的介质谐振器2安装在支架3上，所述的支架3的下方设置有高度调节机构5。向下或向上拧动调节螺钉52，可改变支架3的高度，从而可使介质谐振器2的谐振频率发生改变；所述的介质谐振器2具有两个谐振频点，可大大减小滤波器体积，能满足基站小型化趋势所提出的滤波器尺寸变小、插损减少但又方便集成等的要求。

Claims (7)

1.一种紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，包括金属壳体(1)、设置在金属壳体(1)型腔内的两个或两个以上的介质谐振器(2)、数量与介质谐振器(2)相对应的支架(3)以及一对用于将电磁能量引入所述金属壳体(1)内和从金属外壳(1)内提取电磁能量的输入/输出装置(4)，各介质谐振器(2)安装在所述的支架(3)高度方向的上端，支架(3)垂直固定在金属壳体(1)的腔底壁上，所述的输入/输出装置(4)安装在金属壳体(1)的内侧壁上，且分别位于金属壳体(1)型腔长度方向的一端和另一端，其特征在于：所述的支架(3)高度方向的下端伸展至金属壳体(1)外并且在该端设置有高度调节机构(5)，所述的高度调节机构(5)与金属壳体(1)的底外壁相固定。

2.根据权利要求1所述的紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，其特征在于所述的高度调节机构(5)包括螺钉固定座(51)和调节螺钉(52)，所述的螺钉固定座(51)沿轴向在高度方向的上方开设支架容纳孔(511)，在高度方向的下方开设螺钉容纳孔(512)，所述的支架容纳孔(511)和螺钉容纳孔(512)相通，在所述的螺钉容纳孔(512)的内侧壁设置与调节螺钉(52)相适配的螺纹(513)；所述的调节螺钉52的高度方向的上端与所述的支架(3)连接固定，调节螺钉(52)高度方向的下端经支架容纳孔(511)拧入螺钉容纳孔(512)并伸展至螺钉容纳孔(512)的下方。

3.根据权利要求2所述的紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，其特征在于所述的螺钉固定座(51)在与金属壳体(1)的底壁相接触的面形成一定位板(514)。

4.根据权利要求1所述的紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，其特征在于所述的金属壳体(1)还包括用于密封型腔的盖板(11)。

5.根据权利要求1所述的紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，其特征在于所述的介质谐振器(2)为圆柱形，在轴向开设有通孔(21)，所述的支架(3)在高度方向的上端延伸形成一与该通孔(21)相适配的定位柱(31)，所述的定位柱(31)的直径小于支架(3)本体的直径，所述的定位柱(31)插入所述的通孔(21)，对介质谐振器(2)进行上下限位。

6.根据权利要求1所述的紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，其特征在于所述的介质谐振器(2)具有两个谐振频点。

7.根据权利要求1所述的紧凑耦合的双模介质谐振滤波器，其特征在于所述的介质谐振器(2)的形状为矩形或圆环形。