CN107359392A - 降低介质波导滤波器无源互调的方法、及应用该方法生产的低无源互调介质波导滤波器 - Google Patents

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李松
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Abstract

本发明涉及滤波器技术领域，公开了一种降低介质波导滤波器无源互调的方法，为在介质波导滤波器的棱边做圆角处理。以及应用该方法生产的低无源互调介质波导滤波器，包括若干个介质单腔，所述介质单腔通过耦合窗口依次相连，且棱边设有圆角结构。相比于现有技术，本发明的有益效果是：通过对介质波导滤波器的棱边做圆角处理的方式，可以改善介质波导滤波器的被银性能，替代直角棱边，使被银均匀，还增加了介质波导滤波器被银层的线性性，减小棱边位置的电流密度，降低整个介质波导滤波器的无源互调。可以改善介质波导滤波器的防碰撞性能，提高介质波导滤波器良品率；增加生产的可靠性；避免因直角边缘过于锋利而发生割伤工作人员的事故。

Description

降低介质波导滤波器无源互调的方法、及应用该方法生产的 低无源互调介质波导滤波器
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域，具体地，涉及降低介质波导滤波器无源互调的方法，及应用该方法生产的低无源互调介质波导滤波器。
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，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。
无源互调是所有微波器件中不可避免的现象，主要由器件的非线性性产生。两个或更多的频率在非线性位置处互相调制产生杂散信号即为互调产物。在无线通信系统中，由发射频段产生的互调产物很容易落入其接受频段，而落入接收频段的互调产物很难得到有效的滤除，很大一部分能量直接通过接收滤波器进入接收机，最终干扰接收机的正常工作，降低通信系统的灵敏度。随着通讯系统的发展和质量的提高，对于无源互调指标的要求也越来越高，为满足更高的通信质量，对通信设备提出了更高的无源互调要求。
介质波导滤波器作为其中一种无源器件，也是一个非线性器件；介质滤波器器件中的非线性部位很多，包括介质材料本身的非线性性，如介质材料密度不均匀，介质块中可能存在的微小气孔，介质块表面存在细小粗糙凹凸；还包括电磁屏蔽层的非线性性，如被银层中含有杂质，被银层厚度不均，被银层裂隙；还包括射频连接器的非线性性，如射频连接器的不良品，射频连接器与介质波导滤波器接触焊接不良等。
我们可以选择性能良好的射频连接器，采用良好的焊接工艺，高纯度的被银液等方法来降低无源互调。这些方法虽然有一定的改善作用，但是仍显不足。现有技术中介质波导滤波器一般采用规则矩形腔或者圆柱形腔做介质单腔，而耦合桥也是选择的规则形状的窗口，这样的介质波导滤波器的边缘往往是直角；当介质波导滤波器做被银处理时，往往会在介质波导滤波器各个面的中心被银良好，而在面的边缘即介质波导滤波器的棱边位置被银不良，这就增加了棱边位置的非线性性，同时棱边位置是电磁场的电流通道，电流密度大，产生大量无源互调产物，影响介质波导滤波器的无源互调性能。为了得到更好的介质波导滤波器无源互调性能，需要对现有介质滤波导波器的结构进行改进。
发明内容
为了解决上述背景技术存在的技术问题，本发明提供了降低介质波导滤波器无源互调性能的方法，以及及应用该方法生产的低无源互调介质波导滤波器，目的是通过降低介质波导滤波器棱边位置的被银不良，降低棱边位置的电流密度，增加被银层的线性性能，来降低无源互调，使其被维持在合格范围。
为了实现上述技术效果，本发明所采用的技术方案是：降低介质波导滤波器无源互调的方法，包括如下步骤：
第一步，在长方体介质材料的相对的两个侧面上加工出若干个深槽，所述深槽两两相对，深槽处形成耦合窗口，耦合窗口之间形成介质单腔；
第二步，在介质材料的棱边做圆角处理；
第三步，位于端部的介质单腔加工出用于连接射频连接器的接口；
第四步，在介质材料的表面覆上电磁屏蔽层；
第五步，将介质单腔表面的电磁屏蔽层与射频连接器的外导体相互焊接。
进一步地，所述耦合窗口的高度H等于介质单腔的高度，或耦合窗口的宽度L等于介质单腔的宽度；使耦合窗口与介质单腔有两个面共面，以减少介质波导滤波器的棱边数量。
进一步地，所述耦合窗口采用感性通孔形式，使耦合窗口与介质单腔有四个面共面，以减少介质波导滤波器的棱边数量。
进一步地，所述电磁屏蔽层为被银层，被银层的厚度大于滤波器工作频段的趋肤深度。
应用上述方法生产的低无源互调介质波导滤波器，包括若干个介质单腔，所述介质单腔通过耦合窗口依次相连；位于端部的介质单腔设有用于连接射频连接器的接口；介质单腔和耦合窗口的表面均设有电磁屏蔽层，且棱边设有圆角结构；所述介质单腔表面的电磁屏蔽层与射频连接器的外导体相互焊接。
进一步地，所述耦合窗口的高度H等于介质单腔的高度，耦合窗口的宽度L小于介质单腔的宽度；或所述耦合窗口的高度H小于介质单腔的高度，耦合窗口的宽度L等于介质单腔的宽度。
进一步地，所述介质单腔和耦合窗口为由微波陶瓷介质材料制成的实心整体。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：
1、通过对介质波导滤波器的棱边做圆角处理的方式，可以改善介质波导滤波器的被银性能，替代直角棱边，使被银均匀，还增加了介质波导滤波器被银层的线性性，减小棱边位置的电流密度，降低整个介质波导滤波器的无源互调。
2、通过对介质波导滤波器的棱边做圆角处理的方式，可以改善介质波导滤波器的防碰撞性能，提高介质波导滤波器良品率。
3、在介质波导滤波器大批量生产时，相应的模具同样做相应圆角处理，而模具的圆角化处理减少了介质波导滤波器生产中的拉模，粘模现象，增加生产的可靠性。
4、对介质波导滤波器的棱边做圆角处理，在生产和使用介质波导滤波器的过程中，可以避免因直角边缘过于锋利而发生割伤工作人员的事故。
本发明的介质波导滤波器采用高介电常数的微波陶瓷介质材料的替代空气部分，用作传导电磁波和结构支撑作用，同时在介质块表面被银起电磁屏蔽作用，这样的介质波导滤波器能显著减小滤波器的体积和成本，满足低插损、高抑制、高功率等要求。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为实施例1的正视图；
图3为实施例1的俯视图；
图4为实施例1的左视图；
图5为实施例2的结构示意图；
附图中标记对应的部件名称如下：1为介质单腔，2为耦合窗口，3为射频连接器，4为圆角结构，5为感性通孔。D为耦合窗口的长度，L为耦合窗口的宽度，H为耦合窗口的高度。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1-4所示，本发明可按照如下方式实施，降低介质波导滤波器无源互调的方法，包括如下步骤：
第一步，在长方体介质材料的相对的两个侧面上加工出若干个深槽，所述深槽两两相对，深槽处形成耦合窗口2，耦合窗口2之间形成介质单腔1；
第二步，在介质材料的棱边做圆角处理；
第三步，位于端部的介质单腔1加工出用于连接射频连接器3的接口；
第四步，在介质材料的表面覆上电磁屏蔽层；
第五步，将介质单腔1表面的电磁屏蔽层与射频连接器3的外导体相互焊接。
对于棱边的圆角处理，不一定要全部倒圆角，视具体情况而定，当然全部倒圆角的性能指标肯定更好。所述介质波导滤波器包括若干个介质单腔1，所述介质单腔1通过耦合窗口2依次相连；介质单腔1与耦合窗口2为整体结构，构成了整个产品。位于端部的介质单腔1设有用于连接射频连接器3的接口；介质单腔1和耦合窗口2的表面均设有电磁屏蔽层；所述介质单腔1表面的电磁屏蔽层与射频连接器3的外导体相互焊接，做固定连接器和接地作用。
如图2、3所示，在生产介质波导滤波器时，对整个介质材料加工，在耦合窗口的位置加工出一定深度的深槽，形成耦合窗口2，耦合窗口2的长度D小于介质单腔1的长度。所述耦合窗口2的高度H等于介质单腔1的高度，耦合窗口2的宽度L小于介质单腔1的宽度；或所述耦合窗口2的高度H小于介质单腔1的高度，耦合窗口2的宽度L等于介质单腔1的宽度。使耦合窗口2与介质单腔1有两个面共面，以减少介质波导滤波器的棱边数量，从而降低无源互调。
所述电磁屏蔽层为被银层，被银层的厚度大于滤波器工作频段的趋肤深度，满足良好的电磁屏蔽需要的同时，防止因被银层氧化或生产使用过程中的磨损等对电磁屏蔽效果的影响。此外，银的导电性良好，氧化速度慢且氧化产物可导电，导热性好，耐介质性能极佳，屏蔽效果极佳。
所述介质单腔1和耦合窗口2为由微波陶瓷介质材料制成的实心整体。该介质材料具有较高的介电常数和较低的介质损耗，同时具有高强度的结构支撑。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，工艺更简单等多种优点，能很好的满足未来滤波器的小型化、高性能的要求。
实施例2
如图5所示，相比于实施例1，本实施例中的耦合窗口2采用感性通孔5形式，使耦合窗口2与介质单腔1有四个面共面，以进一步减少介质波导滤波器的棱边数量。
根据本发明的原理可以推及其他类型的滤波器、双工器或者合路器等无源器件。本发明中所描述的介质波导滤波器，两端部分别设有一个信号输入接口和一个信号输出接口。本发明包含任意介质单腔形式、任意耦合窗口形式、任意走腔形式(不限于直线型、L型、U型或Z型)。
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.降低介质波导滤波器无源互调的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，在长方体介质材料的相对的两个侧面上加工出若干个深槽，所述深槽两两相对，深槽处形成耦合窗口(2)，耦合窗口(2)之间形成介质单腔(1)；
第二步，在介质材料的棱边做圆角处理；
第三步，位于端部的介质单腔(1)加工出用于连接射频连接器(3)的接口；
第四步，在介质材料的表面覆上电磁屏蔽层；
第五步，将介质单腔(1)表面的电磁屏蔽层与射频连接器(3)的外导体相互焊接。
2.根据权利要求1所述的降低介质波导滤波器无源互调的方法，其特征在于：所述耦合窗口(2)的高度H等于介质单腔(1)的高度，或耦合窗口(2)的宽度L等于介质单腔(1)的宽度；使耦合窗口(2)与介质单腔(1)有两个面共面，以减少介质波导滤波器的棱边数量。
3.根据权利要求1所述的降低介质波导滤波器无源互调的方法，其特征在于：所述耦合窗口(2)采用感性通孔(5)形式，使耦合窗口(2)与介质单腔(1)有四个面共面，以减少介质波导滤波器的棱边数量。
4.根据权利要求1所述的降低介质波导滤波器无源互调的方法，其特征在于：所述电磁屏蔽层为被银层，被银层的厚度大于滤波器工作频段的趋肤深度。
5.应用权利要求1所述的降低介质波导滤波器无源互调的方法所生产的低无源互调介质波导滤波器，其特征在于：包括若干个介质单腔(1)，所述介质单腔(1)通过耦合窗口(2)依次相连；位于端部的介质单腔(1)设有用于连接射频连接器(3)的接口；介质单腔(1)和耦合窗口(2)的表面均设有电磁屏蔽层，且棱边设有圆角结构(4)；所述介质单腔(1)表面的电磁屏蔽层与射频连接器(3)的外导体相互焊接。
6.根据权利要求5所述的低无源互调介质波导滤波器，其特征在于：所述耦合窗口(2)的高度H等于介质单腔(1)的高度，耦合窗口(2)的宽度L小于介质单腔(1)的宽度；或所述耦合窗口(2)的高度H小于介质单腔(1)的高度，耦合窗口(2)的宽度L等于介质单腔(1)的宽度。
7.根据权利要求5所述的低无源互调介质波导滤波器，其特征在于：所述介质单腔(1)和耦合窗口(2)为由微波陶瓷介质材料制成的实心整体。
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