CN106960994A - 一种便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，解决了现有技术不利于实际操作、调试工艺十分复杂、效率较低等问题。本发明包括滤波器本体；滤波器本体上设有射频连接器；滤波器本体包括若干由硬质陶瓷介质材料制的介质单腔和若干耦合窗口，相邻的介质单腔通过耦合窗口相连；介质单腔与耦合窗口上均设有盲孔。根据谐振腔微扰理论，本发明通过改变介质单腔的盲孔尺寸，可以调节介质单腔的频率；通过改变耦合窗口的盲孔尺寸，可以调节介质单腔之间的耦合量。本发明具有稳定性高，低损耗，重量轻，成本低、体积更小、装配更简单等特点，使得同一平面调谐更方便。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器领域，特别是一种便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器。
背景技术
滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。波导滤波器是通信系统中使用的滤波器中的一种，而传统的波导滤波器为金属腔体结构，中间为空气，金属材料为边缘起到电磁屏蔽和结构支撑的作用。采用此种方式的滤波器有较高的Q值，但是体积及重量较大，不利于安装和运输。随着通信系统的发展，要求滤波器具有低插损，高抑制，承受功率大，低成本，小型化等特点。
现有技术中介质波导滤波器一般主要通过改变介质单腔的尺寸来改变介质单腔的谐振频率；主要通过改变耦合窗口的尺寸来改变介质单腔之间的耦合量；同时谐振频率与耦合量会有相互影响。这样的滤波器调谐方式不仅需要移除的范围较大，不利于实际操作，并且针对不同的滤波器走腔形式的情况，调试工艺十分复杂，效率较低。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器。
一种便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，包括滤波器本体；所述的滤波器本体上设置有射频连接器；所述的滤波器本体还包括若干由硬质陶瓷介质材料制成的介质单腔和耦合窗口；相邻的介质单腔通过耦合窗口相连；所述的介质单腔与耦合窗口上均设有盲孔。
作为优选，若干所述的介质单腔通过耦合窗口依次首尾相连。
作为优选，所述的介质单腔上的盲孔位于介质单腔的中心处，耦合窗口上的盲孔位于耦合窗口的中心处。
作为优选，所述的耦合窗口的宽度小于介质单腔的宽度。
作为优选，所述的滤波器本体表面设有金属屏蔽层。
作为优选，所述的金属屏蔽层为被银层。
作为优选，所述的射频连接器包括分别位于滤波器本体的两端的输入射频连接器和输出射频连接器。
作为优选，所述的介质单腔和耦合窗口均为由介质材料填充满的实心体。
作为优选，所述的介质材料为固体介质材料。
作为优选，所述的介质单腔为圆形或方形。
作为优选，所述的滤波器本体呈直线型或L型或U型或Z型。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
1.相比传统的空气介质材料，本发明采用了硬质陶瓷介质材料，其具有很高的介电常数和较低的介质损耗，同时具有更有效的结构支撑。并且采用硬质陶瓷介质材料制成的介质滤波器具有小型化，高稳定性，低损耗，重量轻，成本低等多种优点，能很好的满足未来滤波器的小型化的趋势。
2.通过介质单腔中心盲孔的方式，可以进一步缩小介质单腔的体积，调节盲孔尺寸可以调谐频率；通过耦合窗口盲孔的方式，调节盲孔尺寸可以调谐耦合量；使设计出来的介质波导滤波器体积更小，重量更轻，装配更简单，同一平面调谐更方便。
3.滤波器本体表面附有被银层起到了电磁屏蔽作用，从而能将滤波器信号良好的包裹在滤波器内部，与外部空间隔离。
附图说明
图1为耦合窗口位于中部的本发明的结构示意图。
图2为耦合窗口位于单侧的本发明的结构示意图。
图3为采用圆形介质单腔的本发明的结构示意图。
图4为频率盲孔直径D与谐振频率的关系示意图。
图5为频率盲孔深度L与谐振频率的关系示意图。
图6为耦合盲孔直径D1与谐振频率的关系示意图。
图7为耦合盲孔深度L与谐振频率的关系示意图。
其中，1-射频连接器，2-盲孔，3-耦合窗口，4-介质单腔，5-耦合窗口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1至3所示，一种便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，包括滤波器本体；滤波器本体上设置有射频连接器；滤波器本体还包括若干由硬质陶瓷介质材料制成的介质单腔和耦合窗口；相邻的介质单腔通过耦合窗口相连；耦合窗口的宽度小于介质单腔的宽度；若干介质单腔通过耦合窗口依次首尾相连。
介质单腔和耦合窗口由硬质陶瓷介质材料制成，也可以说介质单腔和耦合窗口均为由同种介质材料填充满的实心体，介质单腔通过耦合窗口连接在一起形成产品整体。
滤波器本体表面设有金属屏蔽层；由此可以达到电磁屏蔽作用，从而能将滤波器信号良好的包裹在滤波器内部，与外部空间隔离。本实施例中，金属屏蔽层为被银层，即滤波器本体的表面镀有金属银。
本实施例中，介质单腔与耦合窗口上均设有盲孔；由此可以进一步降低介质单腔的谐振频率，在生产一定频率的滤波器时，具有更小的体积，
如图4、5所示，例如，介电常数为21.5的介质单腔，达到所需要的2.7G的谐振频率，单腔尺寸需要17.5mm*17.5mm*10mm,而通过一个直径2mm，深度为3mm的盲孔，可以将单腔尺寸减小为15mm*15mm*10mm；介质单腔的盲孔同时为调谐结构，利用谐振腔微扰理论，通过改变介质单腔上的盲孔尺寸，介质单腔上的盲孔尺寸包扩直径D(单位：mm)和深度L(单位：mm)，当需要调节微调介质单腔的频率时,谐振频率(单位：M)随着直径D的增加而降低，随着深度L的加深而降低；由此通过调整盲孔的深度L和直径D1大小，可得到符合要求的陷波点。
如图6、7所示，耦合窗口上的盲孔为耦合带宽调谐结构，通过改变耦合窗口上的盲孔的尺寸，可以调节介质单腔之间的耦合量；耦合窗口上的盲孔的尺寸包扩直径D1(单位：mm)和深度L(单位：mm)；盲孔的深度L会影响耦合桥的耦合极性：当盲孔的深度L较浅时，其耦合极性为正耦合，但是当盲孔的深度L加深到一定程度时，其耦合极性会突变为负耦合，然后随着盲孔深度L的进一步加深，其负耦合的耦合特性会在越过一个峰值后逐渐向正耦合方向演变；盲孔的耦合量随着直径D1加大而加大；由此通过调整盲孔的深度L和直径D1大小，可得到符合要求的陷波点。
本发明的介质单腔上的盲孔位于介质单腔的中心处，耦合窗口上的盲孔位于耦合窗口的中心处，且盲孔与滤波器本体外相连通；由此能够稳定可预测的调节频率和耦合带宽。
本实施例中，射频连接器包括分别位于滤波器本体的两端的输入射频连接器与输出射频连接器。
介质单腔和耦合窗口均为由介质材料填充满的实心体；介质材料为固体介质材料；本实施例中，介质材料采用的是硬质陶瓷介质材料，具有很高的介电常数和较低的介质损耗，同时具有有效的结构支撑。通过该介质材料设计出的介质滤波器具有小型化，高稳定性，低损耗，重量轻，成本低等多种优点，能很好的满足未来滤波器的小型化，高性能的要求。
本发明的介质单腔可以为任何形状，同理滤波器本体也可以为任何形状。本实施例中，介质单腔为圆形或方形；滤波器本体呈直线型或L型或U型或Z型。
滤波器本体的两端可分别设置一个信号输入接口和一个信号输出接口。
本发明的原理可运用于其他类型的滤波器、双工器或者合路器等无源器件。
上述文字为本发明的较佳实施例，目的在于说明本发明，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，其特征在于，包括滤波器本体；所述的滤波器本体上设置有射频连接器；所述的滤波器本体还包括若干由硬质陶瓷介质材料制成的介质单腔和耦合窗口；相邻的介质单腔通过耦合窗口相连；所述的介质单腔与耦合窗口上均设有盲孔。
2.根据权利要求1所述的便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，其特征在于，若干所述的介质单腔通过耦合窗口依次首尾相连。
3.根据权利要求1所述的便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，其特征在于，所述的介质单腔上的盲孔位于介质单腔的中心处，耦合窗口上的盲孔位于耦合窗口的中心处。
4.根据权利要求1所述的便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，其特征在于，所述的耦合窗口的宽度小于介质单腔的宽度。
5.根据权利要求1所述的便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，其特征在于，所述的射频连接器包括分别位于滤波器本体的两端的输入射频连接器和输出射频连接器。
6.根据权利要求1所述的便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，其特征在于，所述的滤波器本体表面设有金属屏蔽层。
7.根据权利要求6所述的便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，其特征在于，所述的金属屏蔽层为被银层。
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