CN107959096A - 一种腔体滤波器及其工作方法 - Google Patents

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吴生巧
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Abstract

本发明提供一种腔体滤波器及工作方法，该滤波器包括腔体、第一至第m阶矩形杆圈、用于固定矩形杆圈的位置的4*（m+1）块介质块、输入接头及输出接头；第一至第m阶矩形杆圈设置在腔体内；输入接头设置在腔体左侧面；输出接头设置在右侧面；述输入接头连接所述第一阶矩形杆圈的输入端，输出接头连接第m阶矩形杆杆圈的输出端；4*（m+1）块介质块分别设置在第一阶矩形杆圈四个顶角与腔体底部之间、第m阶矩形杆圈四个顶角与腔体顶部之间、第i阶矩形杆圈与第i+1阶矩形杆圈的顶角之间。具有结构简单紧凑、体积小、元件少、稳定性高、Q值适中、功率容量高、成本低等优点。用于各大移动通信基站的前端滤波和室内分布系统中。

Description

一种腔体滤波器及其工作方法
技术领域
本发明属于移动通信领域，特别是涉及一种腔体滤波器及其工作方法。
背景技术
随着通信技术尤其是卫星技术的快速发展，通信系统的性能要求也越来越高。所以对新的微波元件的需求和性能的改善提出了很高的要求，而微波滤波器作为无线通信中不可或缺的部件，尤其是广泛应用于移动通信基站或室内分布系统的腔体滤波器，也必须要适应这一新时期的要求。因此设想提供一种发明的腔体滤波器，满足相应指标要求的同时，能够减小滤波器的体积、增大滤波器的功率容量、降低滤波器的成本，且易于生产，实用方便。
现有腔体滤波器中大量使用金属同轴腔结构、微带结构或介质谐振器结构的腔体滤波器。金属同轴腔结构的腔体滤波器其优点是损耗小、Q值适中、功率容量大、价格适中，缺点是体积庞大；微带结构的腔体滤波器其优点是体积小、成本低，缺点是损耗大、Q值低；介质谐振器结构的腔体滤波器其优点是损耗小、Q值高、功率容量大，缺点是体积庞大、价格昂贵。
发明内容
为了克服上述现有不足，本发明提供了一种腔体滤波器及工作方法，能够在满足相应指标要求的同时，还能减小滤波器的体积、降低滤波器的成本。
本发明采用以下技术方案：一种腔体滤波器，其包括腔体、第一至第m阶矩形杆圈、用于固定矩形杆圈的位置的4*（m+1）块介质块、输入接头及输出接头；所述第一至第m阶矩形杆圈设置在腔体内；所述输入接头设置在腔体左侧面；输出接头设置在右侧面；所述述输入接头连接所述第一阶矩形杆圈的输入端，所述输出接头连接第m阶矩形杆杆圈的输出端；4*（m+1）块介质块分别设置在第一阶矩形杆圈四个顶角与腔体底部之间、第m阶矩形杆圈四个顶角与腔体顶部之间、第i阶矩形杆圈与第i+1阶矩形杆圈的顶角之间；其中1≤i<m；m为不小于1的自然数。
在本发明一实施例中，所述m为3。
在本发明一实施例中，第一至第m阶矩形杆圈的周长为滤波器的中心频率的波长的1/2。
在本发明一实施例中，第一至第m阶矩形杆圈均为空气带状线。
本发明还提供一种基于上述腔体滤波器的工作方法，其包括以下步骤：信号经输入接头到第一阶矩形杆圈，再由第一阶矩形杆圈通过电磁耦合至第二阶矩形杆圈直至第m阶矩形杆圈，最后经输出接头输出；所述矩形杆圈为空气带状线结构，其工作主模为TEM波；调整各阶矩形杆圈间的间距，即调整各阶矩形杆圈四个顶角上的介质块的高度，以及矩形杆圈中的断开处位置，从而改变滤波器的带宽及带内抑制点的位置。
与现有技术相比，本发明提供了一种腔体滤波器。具有结构简单紧凑、体积小、元件少、稳定性高、Q值适中、功率容量高、成本低等优点。主要用于各大移动通信基站的前端滤波和室内分布系统中。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本实新型的俯视结构示意图；
图3为本实新型的侧视结构示意图；
图4为本实新型的仿真结果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释说明。
一种腔体滤波器，其包括腔体、第一至第m阶矩形杆圈、用于固定矩形杆圈的位置的4*（m+1）块介质块、输入接头及输出接头；所述第一至第m阶矩形杆圈设置在腔体内；所述输入接头设置在腔体左侧面；输出接头设置在右侧面；所述述输入接头连接所述第一阶矩形杆圈的输入端，所述输出接头连接第m阶矩形杆杆圈的输出端；4*（m+1）块介质块分别设置在第一阶矩形杆圈四个顶角与腔体底部之间、第m阶矩形杆圈四个顶角与腔体顶部之间、第i阶矩形杆圈与第i+1阶矩形杆圈的顶角之间；其中1≤i<m；m为不小于1的自然数。
在本发明一实施例中，所述m为3。
在本发明一实施例中，第一至第m阶矩形杆圈的周长为滤波器的中心频率的波长的1/2。
在本发明一实施例中，第一至第m阶矩形杆圈均为空气带状线结构。
本发明的腔体滤波器，利用空气带状线结构，来组成滤波器的阶数，每一圈代表滤波器的一个阶数，增加滤波器的阶数可提高滤波器的抑制度，每一阶的周长为所设计滤波器的中心频率的波长的1/2，每阶的断开处的位置决定了所设计的滤波器的抑制点的位置，每阶的断开处的大小可微调滤波器的谐振频率，各阶矩形杆圈的间距决定了所设计的滤波器的带宽。
本发明以三阶滤波器为例，即m为3，如图1-3所示。包括腔体12，腔体内部安装的第一阶矩形杆圈1、第二阶矩形杆圈2、第三阶矩形杆圈3、16块介质块，输入接头8、输出接头9。介质块4、4'、4''、4'''放在腔体12底部和第一阶矩形杆圈1顶角之间，介质块5、5'、5''、5'''放在第一阶矩形杆圈1和第二阶矩形杆圈2之间，介质块6、6'、6''、6'''放在第二阶矩形杆圈2和第三阶矩形杆圈3顶角之间，介质块7、7'、7''、7'''放在第三阶矩形杆圈3四个顶角和腔体12顶部之间。介质块用于固定矩形杆圈的位置，腔体的外部连接输入接头8、输出接头9，输入口8连接所述第一阶矩形杆圈1的输入端10，输出口9连接所述第三阶矩形杆圈3的输出端11。所述的腔体滤波器拥有更高的功率容量、更小的体积、更低的成本，且易于生产，实用方便。主要仿真示意图参见图4。
本发明还提供一种基于上述腔体滤波器的工作方法，其包括以下步骤：信号经输入接头到第一阶矩形杆圈，再由第一阶矩形杆圈通过电磁耦合至第二阶矩形杆圈直至第m阶矩形杆圈，最后经输出接头输出；由于矩形杆圈为空气带状线结构，所以其工作主模为TEM波；适当调整各阶矩形杆圈间的间距（即调整各阶矩形杆圈间的4个介质块的高度），以及矩形杆圈中的断开处位置，即可改变滤波器的带宽及带内抑制点的位置；由于滤波器为无源互易器件，所以输入输出端可交换使用。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种腔体滤波器，其特征在于：包括腔体、第一至第m阶矩形杆圈、用于固定矩形杆圈的位置的4*（m+1）块介质块、输入接头及输出接头；所述第一至第m阶矩形杆圈设置在腔体内；所述输入接头设置在腔体左侧面；输出接头设置在右侧面；所述述输入接头连接所述第一阶矩形杆圈的输入端，所述输出接头连接第m阶矩形杆杆圈的输出端；4*（m+1）块介质块分别设置在第一阶矩形杆圈四个顶角与腔体底部之间、第m阶矩形杆圈四个顶角与腔体顶部之间、第i阶矩形杆圈与第i+1阶矩形杆圈的顶角之间；其中1≤i<m；m为不小于1的自然数。
2.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于：所述m为3。
3.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于：第一至第m阶矩形杆圈的周长为滤波器的中心频率的波长的1/2。
4.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于：第一至第m阶矩形杆圈均为空气带状线结构。
5.一种基于权利要求1所述的腔体滤波器工作方法，其特征在于：包括以下步骤：信号经输入接头到第一阶矩形杆圈，再由第一阶矩形杆圈通过电磁耦合至第二阶矩形杆圈直至第m阶矩形杆圈，最后经输出接头输出；所述矩形杆圈为空气带状线结构，其工作主模为TEM波；调整各阶矩形杆圈间的间距，即调整各阶矩形杆圈四个顶角上的介质块的高度，以及矩形杆圈中的断开处位置，从而改变滤波器的带宽及带内抑制点的位置。
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