CN106785256A - 一种介质梳状滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种介质梳状滤波器，其两端具有输入输出端口，至少包括两个介质谐振器，每个介质谐振器都设有相连接的谐振孔和连接孔，相邻介质谐振器的谐振孔通过所述连接孔相连通，所述输入输出端口与所述谐振孔相连接。在本发明提供的一种介质梳状滤波器中，通过设置连接孔和谐振孔，有效的增大了耦合量，从而增加了带宽，满足了实际使用的需求。

Description

一种介质梳状滤波器
技术领域
本发明涉及滤波器领域，特别涉及一种介质梳状滤波器。
背景技术
介质滤波器是利用介质陶瓷材料的低损耗、高介电常数、频率温度系数和热膨胀系数小、可承受高功率等特点设计制作的，由数个长型谐振器纵向多级串联或并联的梯形线路构成。其特点是插入损耗小、耐功率性好、带宽窄，广泛应用于便携电话、汽车电话、无线耳机、无线麦克风、无线电台、无绳电话以及一体化收发双工器等设备中。随着科技的发展，对介质滤波器的性能也越来越高，耦合系数是滤波器的重要性能指标，耦合系数越大，代表耦合的效果越好，代表耦合量越大，带宽也就越宽。
目前传统的介质滤波器是主要采用的CN101179144A所公开技术方案，这样的介质滤波器的耦合系数相对较小，耦合量也较小，从而导致带宽较窄，无法满足实际宽带宽的需求。
为此，如何改进介质滤波器已成为业绩亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种介质梳状滤波器，以解决现有的介质滤波器带宽较小不能满足实际需求的问题。
一种介质梳状滤波器,其两端具有输入输出端，至少包括两个介质谐振器，每个介质谐振器都设有相连接的谐振孔和连接孔，相邻介质谐振器的谐振孔通过所述连接孔相连通，所述输入输出端口与所述谐振孔相连接。
可选的，所述连接孔与谐振孔垂直连接。
可选的，所述连接孔之间彼此直接相连通。
可选的，连接孔和谐振孔为圆孔或者方孔。
可选的，所述相邻介质谐振器的谐振孔之间的连接孔长度小于单个谐振孔长度。
可选的，所述连接孔的内表面具有金属层。
可选的，所述金属层为银层。
可选的，最外侧的两个介质谐振器只在一个侧面开设连接孔，其余的介质谐振器的两个相对侧面开设连接孔。
一种如上述任意一项所述的介质梳状滤波器的制造方法，包括以下步骤：
提供至少两个所述介质谐振器；
所有介质谐振器连接孔所在的侧面涂上介质粘合剂；
将所有涂有介质粘合剂的侧面两两依次粘合在一起，使所有的连接孔相连通；
在粘合好的介质梳状滤波器的两端开设输入输出端口，所述输入输出端口与所述谐振孔相连接。
在本发明提供的一种介质梳状滤波器中，通过设置连接孔和谐振孔，有效的增大了耦合量，从而增加了带宽，满足了实际使用的需求。
附图说明
图1是本发明的介质梳状滤波器的横截面示意图；
图2是第一介质谐振器的结构示意图；
图3是第二介质谐振器的结构示意图；
图4是第三介质谐振器的结构示意图；
图5是传统的介质滤波器的HFSS仿真图；
图6是本发明所提供的介质梳状滤波器的HFSS仿真图。
图中标号：1-第一介质谐振器；2-第二介质谐振器；3-第三介质谐振器；8-输入输出端；9-输入输出端；11-第一谐振孔；12-第一连接孔；22-第二谐振孔；23-第二连接孔；24-第二连接孔；33-第三谐振孔；34第三连接孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种介质梳状滤波器作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供一种介质梳状滤波器，其两端具有输入输出端，至少包括两个介质谐振器，每个介质谐振器都设有相连接的谐振孔和连接孔，相邻介质谐振器的谐振孔通过所述连接孔相连通，所述输入输出端口与所述谐振孔相连接。
如图1所示，所述介质梳状滤波器包括第一介质谐振器1、第二介质谐振器2和第三介质谐振器3，所示第一介质谐振器1具有第一谐振孔11，第二介质谐振器2具有第二谐振孔22，第三介质谐振器3具有第三谐振孔33，第一介质谐振器1具有第一连接孔12，所述第一连接孔12与第一谐振孔11相连接，第二介质谐振器2具有两个第二连接孔23和24，两个第二连接孔23和24与第二谐振孔22相连接，所述第一连接孔12和第二连接孔23相连接从而使得所述第一谐振孔11和第二谐振孔22相连通，第三介质谐振器3具有第三连接孔34，所述第三连接孔34与第三谐振孔33相连接，所述第二连接孔24和第三连接孔34相连接从而使得所述第二谐振孔22和第三谐振孔33相连通。
可以理解的是，所述介质谐振器还可以有着更多，图1所示实施例仅示出了有着3个的情况，本领域技术人员可以依据实际需要灵活添加介质谐振器的数量。
所述第一连接孔12与所述第一谐振孔11和第二谐振孔22垂直，所述第二连接孔23和24与所述第二谐振孔22垂直，所述第三连接孔34与第三谐振孔33垂直。所述第一谐振孔11、第二谐振孔21、第三谐振孔31、第一连接孔12、第二连接孔23、24和第三连接孔34都为方孔或者圆孔，实际生产过程因为圆孔加工较为方便，故优选的采用圆孔。
所述第一连接孔12与所述第二连接孔23、24以及第三连接孔34的半径相同，所述第一谐振孔11、第二谐振孔21和第三谐振孔31的半径相同，第一谐振孔11、第二谐振孔21和第三谐振孔31的长度相等。所述相邻介质谐振器的谐振孔之间的连接孔长度小于单个谐振孔长度，即所述第一连接孔12加上所述第二连接孔23的长度小于第一谐振孔11的长度，所属第二连接孔24加上第三连接孔34的长度小于谐振孔11的长度。。
所述连接孔的内表面具有金属层，所述金属优选的是银，也可以是其它导电性能的金属、例如铜、铝等。
所属第一介质谐振器1、第二介质谐振器2和第三介质谐振器3都具有开路面和闭路面，对应图1中，所述开路面都在上面，所述闭路面都在下面，即所述开路面在同一侧，所述闭路面在同一侧。本领域技术人员的可以理解的是，所述开路面和闭路面的上下关系只是相对的，这里只是以图1为例，说明开路面和闭路面的位置关系。
所述耦合量的大小可以通过改变连接孔的位置和连接孔的长度来调节，所述连接孔距离闭路面越远，耦合量越大，所述连接孔的长度越小，耦合量越大。
所述介质梳状滤波器的两端具有输入输出端8和9，所述输入输出端8和谐振孔11相连接，所述输入输出端9和谐振孔33相连接，所述输入输出端即可以做输入端也可以做输出端。所述输入输出端采用抽头耦合的方式，利用耦合线的长短来控制耦合量。
相应的，本发明还提供一种介质梳状滤波器的制造方法，包括以下步骤：
S1：提供至少两个上述的介质谐振器；
S2：将所有介质谐振器连接孔所在的侧面涂上介质粘合剂；
S3：将所有涂有介质粘合剂的侧面两两依次粘合在一起，使所有的连接孔相连通；
S4：在粘合好的介质梳状滤波器的两端开设输入输出端口，所述输入输出端口与所述谐振孔相连接。
下面将结合图2、图3和图4来具体说明本发明所提供的介质梳状滤波器的制造方法：
提供3个上述的介质谐振器1、2、3，其中第一介质谐振器1和第三介质谐振器3只有一个侧面具有连接孔，所述第二介质谐振器2在两个相对侧面都具有连接孔，所述第一介质谐振器1的侧面具有第一连接孔12，与第一谐振孔11相连接，并在所述侧面涂上介质粘合剂；所述第三介质谐振器3的侧面具有第三连接孔34，与第三谐振孔33相连接，并在所述侧面涂上介质粘合剂；第二介质谐振器2的相对侧面具有有第二连接孔23和24，第二连接孔23和24与第二谐振孔22相连接，并在所述侧面涂上介质粘合剂，然后将介质谐振器1、2、3按顺序放置，将有介质粘合剂的侧面两两相对，粘合在一起，使第一连接孔12和和第二连接孔23连通，第二连接孔24和第三连接孔34连通，形成介质梳状滤波器。最后再在介质梳状滤波器的两端开设输入输出端口，所述输入输出端口与所述谐振孔相连接，最终形成如图1所示的结构。
以下将通过实验数据来说明本发明的有益效果。需要说明的是，本发明所提供的介质交指滤波器和传统滤波器由同样的介电常数材料制成，具有相同的大小，谐振孔的大小也一致。
图5是传统介质滤波器的HFSS(high-frequency structure simulator高频结构模拟程序)仿真图，其中横坐标代表谐振孔的间距(mm)，纵坐标表示耦合系数，由图5可知，孔间距为4mm时，耦合系数最大可达到0.039。
图6是本发明所提供的介质梳状滤波器的HFSS仿真图，其中横坐标表示连接孔的高度mm(即距离闭路面的距离)，纵坐标表示耦合系数，其谐振孔的间距为6mm，如图6可知，连接孔高度为8mm时，耦合系数最大可达到0.48，最大耦合系数相比传统介质滤波器增大了11倍；并且通过图5可知，传统滤波器谐振孔的间距为6mm时，耦合量只有0.013，而通过图6可知，本发明所提供的介质梳妆滤波器最小耦合系数为0.09，也比传统滤波器增大了6倍。可见本发明所提供的介质梳妆滤波器耦合系数相比传统介质滤波器增大了许多倍。
综上所述，本发明所提供的介质谐振器能有有效的增加耦合量，从而增大带宽，满足实际的使用需求。
本发明所提供的实施例以三个介质谐振器为例，可以理解的是，包含三个以上介质谐振器的实施例也在本发明的保护范围之内。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种介质梳状滤波器,其两端具有输入输出端口，其特征在于，至少包括两个介质谐振器，每个介质谐振器都设有相连接的谐振孔和连接孔，相邻介质谐振器的谐振孔通过所述连接孔相连通，所述输入输出端口与所述谐振孔相连接。
2.如权利要求1所述的一种介质梳状滤波器，其特征在于，所述连接孔与谐振孔垂直连接。
3.如权利要求1所述的一种介质梳状滤波器，其特征在于，所述连接孔之间彼此直接相连通。
4.如权利要求1所述的一种介质梳状滤波器，其特征在于，所述连接孔和谐振孔为圆孔或者方孔。
5.如权利要求1所述的一种介质梳状滤波器，其特征在于，所述相邻介质谐振器的谐振孔之间的连接孔长度小于单个谐振孔长度。
6.如权利要求1所述的一种介质梳状滤波器，其特征在于，所述连接孔的内表面具有金属层。
7.如权利要求6所述的一种介质梳状滤波器，其特征在于，所述金属层为银层。
8.如权利要求1所述的一种介质梳状滤波器，其特征在于，最外侧的两个介质谐振器只在一个侧面开设连接孔，其余的介质谐振器的两个相对侧面开设连接孔。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的介质梳状滤波器的制造方法，包括以下步骤：
提供至少两个所述介质谐振器；
将所有介质谐振器连接孔所在的侧面涂上介质粘合剂；
将所有涂有介质粘合剂的侧面两两依次粘合在一起，使所有的连接孔相连通；
在粘合好的介质梳状滤波器的两端开设输入输出端口，所述输入输出端口与所述谐振孔相连接。
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