CN107732390B - 一种电磁混合耦合腔体滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁混合耦合腔体滤波器，混合耦合单元包括两个第一谐振器，且该两个第一谐振器的底部通过连接柱连接，第一谐振器包括谐振柱及谐振盘，谐振柱及谐振盘为立方体，调谐螺钉与第一谐振器相对设置，腔体上安装调谐螺钉的外表面上设置有安装槽，安装槽内设置有与调谐螺钉配合的螺纹孔，调谐螺钉与螺纹孔间的缝隙间填充有导电胶，安装槽内填充有环氧胶。本发明可以在通带边缘引入陷波，从而提高了滤波器阻带抑制，且滤波器使用阶数减少，降低了滤波器插损，可以有效减小滤波器的长度尺寸；通过调节电耦合、磁耦合的大小，可以将陷波移动到合适的位置，机动灵活性高，且结构排布简单，更有利于缩小尺寸。

Description

一种电磁混合耦合腔体滤波器

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种电磁混合耦合腔体滤波器。

背景技术

滤波器是微波通信系统中不可或缺的电子元件，其性能决定了通信系统的质量。随着通信技术的革新，对滤波器性能提出了更加苛刻的要求，例如：小尺寸、低插损、高选择性、远寄生通带等等。腔体滤波器由调谐螺钉、谐振器、壳体等组成，与其他类型滤波器相比，具有结构牢固、可靠性高、稳定性好，插损小、散热性好、承受功率高等特点，广泛应用于微波通信领域中。

阻带抑制是腔体滤波器的一个重要参数，在现有技术中，一般通过增加滤波器阶数来提高腔体滤波器的阻带抑制，然而，随着阶数的提高滤波器的插损会相应升高，并且会使腔体滤波器的体积变大，不利于腔体滤波器的小型化。

因此，本发明公开了一种新的腔体滤波器结构，在降低滤波器阶数的情况下提升腔体滤波器的阻带抑制，从而降低腔体滤波器的插损，减小腔体滤波器的体积，实现腔体滤波器的小型化。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何在降低滤波器阶数的情况下提升腔体滤波器的阻带抑制，从而降低腔体滤波器的插损，减小腔体滤波器的体积，实现腔体滤波器的小型化。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种电磁混合耦合腔体滤波器，包括调谐螺钉及长方体的腔体，还包括至少一个混合耦合单元，其中：

所述混合耦合单元包括两个第一谐振器，且该两个第一谐振器的底部通过连接柱连接；

所述第一谐振器包括谐振柱及谐振盘，所有混合耦合单元中的谐振柱沿所述腔体长度方向并排垂直设置在所述腔体内壁上，所述谐振盘连接在所述第一谐振器的开路端，所述谐振盘的横截面积大于所述谐振柱的横截面积，所述谐振柱及所述谐振盘为立方体；

所述调谐螺钉与所述第一谐振器相对设置；

所述腔体上安装所述调谐螺钉的外表面上设置有安装槽，所述安装槽的深度大于所述调谐螺钉向上伸出所述安装槽底面的高度，所述安装槽内设置有与所述调谐螺钉配合的螺纹孔，所述调谐螺钉与所述螺纹孔间的缝隙间填充有导电胶，所述安装槽内填充有环氧胶。

优选地，还包括第二谐振器，所述第二谐振器与所述混合耦合单元沿所述腔体长度方向并排垂直设置在所述腔体内壁上，所述谐振螺钉与所述第二谐振器相对设置。

优选地，所述第二谐振器为立方体。

优选地，所述第二谐振器与相邻的所述混合耦合单元底部通过所述连接柱连接，相邻的所述第二谐振器底部通过所述连接柱连接。

优选地，所述电磁混合耦合腔体滤波器调试结束后，将导电胶涂覆于所述调谐螺钉的螺纹部分，将所述调谐螺钉拧入所述螺纹孔，待导电胶固化后，在所述安装槽内填充环氧胶。

综上所述，本发明公开了一种电磁混合耦合腔体滤波器，包括调谐螺钉及长方体的腔体，还包括至少一个混合耦合单元，混合耦合单元包括两个第一谐振器，且该两个第一谐振器的底部通过连接柱连接，第一谐振器包括谐振柱及谐振盘，所有混合耦合单元中的谐振柱沿腔体长度方向并排垂直设置在腔体内壁上，谐振盘连接在第一谐振器的开路端，谐振盘的横截面积大于谐振柱的横截面积，谐振柱及谐振盘为立方体，调谐螺钉与第一谐振器相对设置，腔体上安装调谐螺钉的外表面上设置有安装槽，安装槽的深度大于调谐螺钉向上伸出安装槽底面的高度，安装槽内设置有与调谐螺钉配合的螺纹孔，调谐螺钉与螺纹孔间的缝隙间填充有导电胶，安装槽内填充有环氧胶。可以在通带边缘引入陷波，从而提高了滤波器阻带抑制，且滤波器使用阶数减少，降低了滤波器插损，可以有效减小滤波器的长度尺寸；通过调节电耦合、磁耦合的大小，可以将陷波移动到合适的位置，机动灵活性高，且结构排布简单，更有利于缩小尺寸。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明公开的一种电磁混合耦合腔体滤波器的剖面图；

图2位本发明公开的混合耦合单元的结构示意图；

图3为当磁耦合大于电偶合时，陷波位于电磁混合耦合腔体滤波器滤波器上边带效果图；

图4为当电耦合大于磁偶合时，陷波位于电磁混合耦合腔体滤波器滤波器下边带效果图。

图中标号与名称的对应关系为：1腔体、2混合耦合单元、3连接柱、4第二谐振器、5调谐螺钉、6环氧胶、21谐振柱、22谐振盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1及图2所示，本发明公开了一种电磁混合耦合腔体1滤波器，包括调谐螺钉5及长方体的腔体1，还包括至少一个混合耦合单元2，其中：

混合耦合单元2包括两个第一谐振器，且该两个第一谐振器的底部通过连接柱3连接；

第一谐振器包括谐振柱21及谐振盘22，所有混合耦合单元2中的谐振柱21沿腔体1长度方向并排垂直设置在腔体1内壁上，谐振盘22连接在第一谐振器的开路端，谐振盘22的横截面积大于谐振柱21的横截面积，谐振柱21及谐振盘22为立方体；

调谐螺钉5与第一谐振器相对设置；

腔体1上安装调谐螺钉5的外表面上设置有安装槽，安装槽的深度大于调谐螺钉5向上伸出安装槽底面的高度，安装槽内设置有与调谐螺钉5配合的螺纹孔，调谐螺钉5与螺纹孔间的缝隙间填充有导电胶，安装槽内填充有环氧胶6。

采用导电胶固定调谐螺钉5，提高了电磁混合耦合腔体1滤波器的可靠性，气密性。采用再安装槽内填充环氧胶6的形式固定调节螺钉，与螺母固定调谐螺钉5的方式相比，大幅度缩小了电磁混合耦合腔体1滤波器外形尺寸。

具体固定调谐螺钉5的方法步骤包括：电磁混合耦合腔体1滤波器调试结束后，将导电胶涂覆于调谐螺钉5的螺纹部分，将调谐螺钉5拧入螺纹孔，待导电胶固化后，在安装槽内填充环氧胶6。

本发明公开的电磁混合耦合腔体1滤波器，可以包括一个或多个混合耦合单元2，其中，所有的谐振柱21均梳状设置在腔体1内部，第一谐振器的开路端为谐振盘22，调谐螺钉5设置在于谐振柱21相连的腔体1内壁相对的内壁上，且调谐螺钉5的个数及位置与谐振盘22相对。每个连接柱3的高度可各不相同。

在一个混合耦合单元2中，两个第一谐振器的开路端通过两个谐振盘22电耦合，底部通过连接柱3磁耦合，可以通过调节谐振盘22的大小从而调节电耦合的大小，还可通过调节连接柱3的高度调节磁耦合的大小，通过分别调整电耦合及磁耦合的大小来控制陷波的位置。当磁耦合大于电耦合时，陷波位于滤波器上边带如图3所示，当电耦合大于磁偶合时，陷波位于滤波器下边带如图4所示，S1曲线为未采用电磁混合耦合结构的仿真曲线。S2曲线为引入电磁混合耦合结构的仿真曲线。S3曲线为滤波器的回波损耗。通过对比，陷波的引入提高了对应滤波器通带边缘的阻带抑制。在本申请文件中，上边带是指高于中心频率的一边阻带抑制，下边带是指低于中心频率的一边阻带抑制，采用立方体的谐振器与采用圆柱体的谐振器相比，便于机械线切割加工，且对于腔体1内空间的利用更加充分，可进一步降低谐振频率，因为腔体滤波器频率越低，尺寸越大，降低谐振频率，可以实现低频腔体的小型化。

本发明可以在通带边缘引入陷波，从而提高了滤波器阻带抑制，且滤波器使用阶数减少，降低了滤波器插损，可以有效减小滤波器的长度尺寸；通过调节电耦合、磁耦合的大小，可以将陷波移动到合适的位置，机动灵活性高，且结构排布简单，更有利于缩小尺寸。

为进一步优化上述技术方案，本发明公开的电磁混合耦合腔体1滤波器，还包括第二谐振器4，第二谐振器4与混合耦合单元沿腔体1长度方向并排垂直设置在腔体1内壁上，谐振螺钉与第二谐振器4相对设置。

第二谐振器4与第一谐振器梳状设置在腔体1内部，调谐螺钉5的位置与谐振盘22和第二谐振器4的位置相对，且调谐螺钉的个数等于第一谐振器及第二谐振器4的总个数，即每个谐振器都有其相对的调谐螺钉5。因第二谐振器4的结构与第一谐振器相比更为简单，更易加工、调试，因此，在满足性能要求的情况下，可以采用混合耦合单元与第二谐振器4混合设置的方式，从而降低电磁混合耦合腔体1滤波器的制造成本。混合耦合单元的引入个数根据滤波器需要实现的实际指标性能来决定。

为进一步优化上述技术方案，第二谐振器4为立方体。

采用立方体的谐振器与采用圆柱体的谐振器相比，便于机械线切割加工，且对于腔体1内空间的利用更加充分，可进一步降低谐振频率，因为腔体滤波器频率越低，尺寸越大，降低谐振频率，可以实现低频腔体的小型化。

为进一步优化上述技术方案，第二谐振器4与相邻的混合耦合单元底部通过连接柱3连接，相邻的第二谐振器4底部通过连接柱3连接。

第二谐振器4与第二谐振器4，第二谐振器4与第一谐振器之间也可采用连接柱3进行连接，从而达到增强磁耦合的效果，通过调节连接住的高度，可以调节磁耦合的大小，每个连接柱3的高度可各不相同。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种电磁混合耦合腔体滤波器，包括调谐螺钉及长方体的腔体，其特征在于，还包括至少一个混合耦合单元，其中：

所述混合耦合单元包括两个第一谐振器，且该两个第一谐振器的底部通过连接柱连接；

所述第一谐振器包括谐振柱及谐振盘，所有混合耦合单元中的谐振柱沿所述腔体长度方向并排垂直设置在所述腔体内壁上，所述谐振盘连接在所述第一谐振器的开路端，所述谐振盘的横截面积大于所述谐振柱的横截面积，所述谐振柱及所述谐振盘为立方体；

所述调谐螺钉与所述第一谐振器相对设置；

所述腔体上安装所述调谐螺钉的外表面上设置有安装槽，所述安装槽的深度大于所述调谐螺钉向上伸出所述安装槽底面的高度，所述安装槽内设置有与所述调谐螺钉配合的螺纹孔，所述调谐螺钉与所述螺纹孔间的缝隙间填充有导电胶，所述安装槽内填充有环氧胶；

在一个混合耦合单元中，两个第一谐振器的开路端通过两个谐振盘电耦合，底部通过连接柱磁耦合，可以通过调节谐振盘的大小从而调节电耦合的大小，还可通过调节连接柱的高度调节磁耦合的大小，通过分别调整电耦合及磁耦合的大小来控制陷波的位置。

2.如权利要求1所述的电磁混合耦合腔体滤波器，其特征在于，还包括第二谐振器，所述第二谐振器与所述混合耦合单元沿所述腔体长度方向并排垂直设置在所述腔体内壁上，所述谐振螺钉与所述第二谐振器相对设置。

3.如权利要求2所述的电磁混合耦合腔体滤波器，其特征在于，所述第二谐振器为立方体。

4.如权利要求2所述的电磁混合耦合腔体滤波器，其特征在于，所述第二谐振器与相邻的所述混合耦合单元底部通过所述连接柱连接，相邻的所述第二谐振器底部通过所述连接柱连接。

5.如权利要求1所述的电磁混合耦合腔体滤波器，其特征在于，所述电磁混合耦合腔体滤波器调试结束后，将导电胶涂覆于所述调谐螺钉的螺纹部分，将所述调谐螺钉拧入所述螺纹孔，待导电胶固化后，在所述安装槽内填充环氧胶。