CN107069157A - 一种介质波导滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种介质波导滤波器，解决了现有的介质波导滤波器由于结构导致其强度不够的问题。本发明包括滤波器本体；滤波器本体上设置有射频连接器、滤波器介质块；滤波器介质块包括若干介质单腔、若干耦合窗口；若干介质单腔通过耦合窗口依次首尾连接；耦合窗口的中间设置有一个以上感性通孔。本发明可以有效地调节耦合窗口的耦合量，使得耦合窗口的强度更高，从而使得介质波导滤波器的整体强度更好；本发明的结构强度上更加可靠；使得加工工艺更加简单方便；本发明很好的满足滤波器低插损、高抑制、高功率等要求；同时符合滤波器小型化的发展趋势；本发明能将滤波器信号较好地束缚在滤波器内部，与外部空间隔离开。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器领域，特别是一种介质波导滤波器。
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，从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。传统的波导的滤波器有较高的Q值，但是体积及重量较大，生产成本高，同时不利于安装和运输。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。
现有的介质波导滤波器一般采用一定宽度的耦合窗口作为滤波器的耦合结构，而耦合窗口的宽度一般小于介质单腔的宽度；但是上述的波导滤波器由于耦合窗口的设计等问题，导致整个滤波器的强度不够；故为了得到更好的滤波器波形响应，需要对现有介质波导滤波器的耦合窗口结构进行改进。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种介质波导滤波器。
一种介质波导滤波器，包括滤波器本体；所述的滤波器本体上设置有射频连接器；所述的滤波器本体包括滤波器介质块；所述的滤波器介质块包括若干介质单腔、若干耦合窗口，且相邻的介质单腔通过耦合窗口连接；所述的耦合窗口的中间设置有通孔。
所述的耦合窗口的尺寸分别与其对应的介质单腔的尺寸相同。
若干介质单腔通过耦合窗口依次首尾连接。
作为优选，所述的通孔为感性通孔。
作为优选，滤波器本体的表面有金属屏蔽层。
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输入射频连接器、输出射频连接器；所述的输入射频连接器及输出射频连接器分别位于滤波器本体的两端。
作为优选，所述的介质单腔内设置有固体介质材料。
作为优选，所述的固体介质材料为硬质陶瓷介质材料。
一种介质波导滤波器，包括滤波器本体；所述的滤波器本体上设置有射频连接器；所述的滤波器本体包括滤波器介质块；所述的滤波器介质块包括若干介质单腔、若干耦合窗口，且相邻的介质单腔通过耦合窗口连接；所述的耦合窗口的中间设置有通孔。
所述的耦合窗口的宽度及高度分别与其对应的介质单腔的宽度及高度相同。
若干介质单腔通过耦合窗口依次首尾连接。
作为优选，所述的通孔为一个以上；所述的通孔为感性通孔。
作为优选，滤波器本体的表面有金属屏蔽层；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输入射频连接器、输出射频连接器；所述的输入射频连接器及输出射频连接器分别位于滤波器本体的两端。
作为优选，所述的介质单腔内设置有介质材料；所述的介质材料为固体介质材料。
作为优选，所述的固体介质材料为硬质陶瓷介质材料。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
1.本发明通过在耦合窗口设置感性通孔的方式，并设置了不同数量、直径、间距的若干通孔，有效地调节耦合窗口的耦合量，使得耦合窗口的强度更高，从而使得介质波导滤波器的整体强度更好。
2.本发明中耦合窗口的尺寸与介质单腔的尺寸均相同，加上通孔的存在，使得耦合窗口与介质单腔之间的连接部位更多，在结构强度上更加可靠；同时加工时只需要在耦合窗口加工通孔，相比传统的耦合窗口加工减少切削量及切削面使得加工工艺更加简单方便。
3.相比传统的空气介质材料，本发明采用硬质陶瓷介质材料，硬质陶瓷介质材料具有较高的介电常数和较低的介质损耗，可以更加有效的支撑结构；同时，采用硬质陶瓷介质材料的介质滤波器具有高稳定性、低损耗、重量轻、成本低等多种优点，能很好的满足滤波器低插损、高抑制、高功率等要求；同时符合滤波器小型化的发展趋势。
4.本发明中滤波器本体表面还设置有被银层，被银层起到了电磁屏蔽作用，从而能将滤波器信号较好地束缚在滤波器内部，与外部空间隔离开。
附图说明
图1单通孔型耦合结构滤波器的结构示意图。
图2单通孔型耦合结构滤波器频率响应波形。
图3单通孔型耦合结构滤波器通孔长度L与耦合带宽的关系示意图。
图4双通孔型耦合结构滤波器的结构示意图。
图5双通孔型耦合结构滤波器频率响应波形。
图6双通孔型耦合结构滤波器通孔间距L1与耦合带宽的关系示意图。
图7双通孔型耦合结构滤波器通孔直径D1与耦合带宽的关系示意图。
其中，1-射频连接器，2-通孔，3-耦合窗口，4-介质单腔。
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。
实施例一
如图1所示，一种介质波导滤波器，包括滤波器本体；滤波器本体上设置有射频连接器。本实施例中，射频连接器包括输入射频连接器、输出射频连接器；输入射频连接器及输出射频连接器分别位于滤波器本体的两端。
滤波器本体包括滤波器介质块；滤波器介质块包括若干介质单腔、若干耦合窗口，且相邻的介质单腔通过耦合窗口连接。若干介质单腔通过耦合窗口依次首尾连接。
耦合窗口的中间设置有通孔，通孔可为任意形状。本实施例中，通孔为具有长度L和宽度K的全圆角矩形孔，通孔的数量为一个；通孔为感性通孔。
如图2所示，介于m1及m2之间的通带为滤波器工作频段的主要位置，m3位置为滤波器在高频段的工作通带位置。
如图3所示，通孔的深度会影响耦合桥的耦合极性：耦合量随通孔长度L变宽而变小；耦合量随通孔宽度K变宽而变小；通常用耦合带宽的大小来表征耦合量的大小，由此通过调整通孔的长度L和宽度K大小，可得到符合要求的陷波点。
耦合窗口的尺寸分别与其对应的介质单腔的尺寸相同。本实施例中，耦合窗口的宽度及高度分别与其对应的介质单腔的宽度及高度相同；由此使得耦合窗口与介质单腔之间的连接部位更多，在结构强度上更加可靠；同时加工时只需要在耦合窗口加工通孔，相比传统的耦合窗口加工减少切削量及切削面使得加工工艺更加简单方便。
本实施例中，滤波器本体的表面有金属屏蔽层；金属屏蔽层为被银层，即滤波器本体的表面镀有金属银；被银层起到了电磁屏蔽作用，从而能将滤波器信号较好地束缚在滤波器内部，与外部空间隔离开。
本实施例中，介质单腔内设置有固体介质材料；固体介质材料为硬质陶瓷介质材料；相比传统的空气介质材料，硬质陶瓷介质材料具有较高的介电常数和较低的介质损耗，可以更加有效的支撑结构；同时，采用硬质陶瓷介质材料的介质滤波器具有高稳定性、低损耗、重量轻、成本低等多种优点，能很好的满足滤波器低插损、高抑制、高功率等要求，同时符合滤波器小型化的发展趋势。
实施例二
如图4所示，一种介质波导滤波器，包括滤波器本体；滤波器本体上设置有射频连接器。本实施例中，射频连接器包括输入射频连接器、输出射频连接器；输入射频连接器及输出射频连接器分别位于滤波器本体的两端。
滤波器本体包括滤波器介质块；滤波器介质块包括若干介质单腔、若干耦合窗口，且相邻的介质单腔通过耦合窗口连接。若干介质单腔通过耦合窗口依次首尾连接；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。
耦合窗口的中间设置有通孔，通孔可为任意形状。本实施例中，通孔为具有直径D的圆孔，通孔的数量为两个；相邻通孔之间的间距为L1；通孔为感性通孔。
如图5所示，介于m1及m2之间的通带为滤波器工作频段的主要位置，m3位置为滤波器在高频段的工作通带位置。
如图6、7所示，通孔的深度会影响耦合桥的耦合极性：耦合量随通孔长度L变宽而变小；耦合量随通孔宽度K变宽而变小；通常用耦合带宽的大小来表征耦合量的大小，由此通过调整通孔的长度L和宽度K大小，可得到符合要求的陷波点。
耦合窗口的尺寸分别与其对应的介质单腔的尺寸相同。本实施例中，耦合窗口的宽度及高度分别与其对应的介质单腔的宽度及高度相同；由此使得耦合窗口与介质单腔之间的连接部位更多，在结构强度上更加可靠；同时加工时只需要在耦合窗口加工通孔，相比传统的耦合窗口加工减少切削量及切削面使得加工工艺更加简单方便。
本实施例中，滤波器本体的表面有金属屏蔽层；金属屏蔽层为被银层，即滤波器本体的表面镀有金属银；被银层起到了电磁屏蔽作用，从而能将滤波器信号较好地束缚在滤波器内部，与外部空间隔离开。
本实施例中，介质单腔内设置有固体介质材料；固体介质材料为硬质陶瓷介质材料；相比传统的空气介质材料，硬质陶瓷介质材料具有较高的介电常数和较低的介质损耗，可以更加有效的支撑结构；同时，采用硬质陶瓷介质材料的介质滤波器具有高稳定性、低损耗、重量轻、成本低等多种优点，能很好的满足滤波器低插损、高抑制、高功率等要求，同时符合滤波器小型化的发展趋势。
实施例一和实施例二中的通孔形式的耦合结构的耦合量都存在一个极限值，当需要实现大耦合量时，通孔尺寸不具备可加工性，此时可考虑增加通孔的数目。
本发明中的耦合结构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 (8)
1.一种介质波导滤波器，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；所述的滤波器本体包括滤波器介质块；所述的滤波器介质块包括若干介质单腔、若干耦合窗口，且相邻的介质单腔通过耦合窗口连接；所述的耦合窗口的中间设置有通孔。
2.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器，其特征在于，所述的耦合窗口的尺寸分别与其对应的介质单腔的尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器，其特征在于，若干介质单腔通过耦合窗口依次首尾连接。
4.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器，其特征在于，所述的通孔为感性通孔。
5.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器，其特征在于，滤波器本体的表面有金属屏蔽层。
6.根据权利要求5所述的一种介质波导滤波器，其特征在于，所述的金属屏蔽层为被银层。
7.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器，其特征在于，所述的射频连接器包括输入射频连接器、输出射频连接器；所述的输入射频连接器及输出射频连接器分别位于滤波器本体的两端。
8.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器，其特征在于，所述的介质单腔内设置有固体介质材料。
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