CN108336459A - 一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其包括谐振杆、介质垫片、腔体和盖板，所述盖板安装于所述腔体上，所述腔体设有内部掏空的谐振腔，所述谐振杆安装于所述谐振腔内，其特征在于：所述谐振杆由多根相互垂直的杆组合布置而成，所述谐振杆由金属或金属合金或非金属表面金属化的材料制作，所述谐振杆至少一个端部与所述腔体的内壁之间设置有介质垫片，所述介质垫片一端与所述谐振杆的端部连接、另一端与所述金属腔体的内壁连接。本发明结构简单、安装使用方便，其通过将多模腔体介质谐振器中的介质谐振杆改为金属谐振杆或表面金属化的谐振杆避免了电磁场被束缚在介质谐振杆内耦合困难的问题。

Description

一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构

技术领域

本发明涉及一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，属于通信领域无源天馈器件技术领域，具体涉及一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构。

背景技术

随着第四代移动通讯向第五代移动通讯快速发展，对通讯设备的高性能和小型化的要求日益增多,传统的空腔滤波器多采用单金属谐振杆方式，该方式虽然结构简单，但是只能形成TEM单模谐振，当有些场合需要实现TEM多模谐振的时候就需要对每个谐振杆布置一个谐振单腔，一个单腔形成一个谐振模式；这种布置结构就会导致滤波器整机过大，成本过高。

在中国发明专利CN100583551C中公开了一种在腔内设有介电芯的多模介电谐振装置，用于分别产生具有沿第一方向指向之电场的第一TM01δ模或TM011模，具有沿与第一方向垂直的第二方向指向之电场的第二TM01δ模或TM011模；具有在垂直于第一方向的平面内旋转之电场的第一TE01δ模，以及具有在垂直于第二方向的平面内旋转之电场的第二TE01δ模；其中沿第一方向和第二方向的介电芯的断面为总体呈十字形轮廓的闭合形状，并且介电芯有沿与所述第一方向和第二方向垂直的方向叠置的至少两层结构，每一层处于所述第一方向和第二方向的平面内；介电芯在每一层的交叉部分上有突起对，每对突起关于介电芯的中心轴90°旋转对称，所述中心轴是所述断面的中心轴，并与所述断面平面垂直；相邻两层之一中的一对突起的方位角关于中心轴与相邻两层的另一层中的一对突起的方位角差90°。该发明的技术方案所存在的问题是：1.由于其谐振杆是由介质材料组成，故谐振杆所产生的电磁场大部分都被束缚在介质谐振杆里；2.用于支撑谐振杆的介质支座的作用仅仅是起到支撑作用且其介电常数一般小于介质谐振杆的介电常数，高于介质谐振杆的介电常数时，单腔Q值显著降低；3.该结构用于低频领域，其介质谐振杆和腔体将无比旁大。4.该多模介电谐振装置的核心为介电芯，这种介电芯的结构复杂，本身尺寸要求相当精确，同时每一批次的介电芯的介电常数都不尽相同，而介质比较硬且加工容易崩，使得生产难以控制，制约了该技术的批量运用。

在中国实用新型专利CN205050977U的说明书中公开了一种双模介质腔体谐振器及滤波器，属于多模介质滤波器的技术领域。谐振器包括：金属腔体、加载在金属腔体内的支撑介质柱、置于支撑介质柱上的耶路撒冷十字形介质，耶路撒冷十字形介质包括十字形介质主体及与其一体成型的介质边臂。基于该双模介质腔体谐振器可实现双模介质腔体滤波器，滤波器的同轴输入端口通过金属探针与谐振器的某一种简HEH₁₁模式耦合，滤波器的同轴输出端通过金属探针与另一种简并HEH₁₁模式耦合，两个模式的电场极化方向相互垂直。双模介质腔体谐振器在边臂处产生了较大的电磁场场分布，方便获得较强的输入/输出端耦合和谐振腔之间的模式耦合；相应的双模滤波器的带宽可以更宽。该发明的技术方案所存在的问题是：1.由于其谐振杆是由介质材料组成，故谐振杆所产生的电磁场大部分都被束缚在介质谐振杆里；2.用于支撑谐振杆的介质支座的作用仅仅是起到支撑作用且其介电常数一般小于介质谐振杆的介电常数，高于介质谐振杆的介电常数时，单腔Q值显著降低；3.该结构用于低频领域，其介质谐振杆和腔体将无比旁大。4.该双模介质腔体谐振器的核心为耶路撒冷十字形介质，这种耶路撒冷十字形介质的结构复杂，本身尺寸要求相当精确，同时每一批次的耶路撒冷十字形介质的介电常数都不尽相同，而介质比较硬且加工容易崩，使得生产难以控制，制约了该技术的批量运用。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其可以实现空腔滤波器小体积情况下的降频要求，同时可以保证谐振杆产生的电磁场不被束缚在谐振杆内耦合困难的问题且极适用于低频领域。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，所述多模混合空腔结构由空腔A和两根相互垂直的组合谐振杆Ba、Bb设置于空腔A的中间位置的双模平面交叉谐振杆C组成，在空腔A的X与Y轴或Y与Z轴或X与Z轴形成简并双模；所述组合谐振杆B由介质垫片1、谐振杆2、介质垫片3构成空腔A内的组合谐振杆B，所述谐振杆2的两端面连接有介质垫片1和介质垫片3，组合谐振杆B的两端面处的介质垫片与空腔A轴向的两个对应的内壁接触；所述多模混合空腔结构在所对应X轴、Y轴方向设置有频率调谐装置；所述多模混合空腔结构在两个模式之间设有耦合调谐装置；所述多模混合空腔结构双模形成的射频通路设有散热装置；所述滤波器由不同类型的单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构与多模混合空腔结构根据需求进行不同的排队组合构成。

本发明公开了一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，所述多模混合空腔结构由空腔A和三根两两相互垂直的组合谐振杆Ba、Bb、Bc设置于空腔A的中间位置的三模立体交叉谐振杆D组成，在空腔A的X、Y、Z轴形成简并三模；所述组合谐振杆B由介质垫片1、谐振杆2、介质垫片3构成空腔A内的组合谐振杆B，所述谐振杆2的两端面连接有介质垫片1和介质垫片3，组合谐振杆B的两端面处的介质垫片与空腔A的轴向的两个对应的内壁接触；所述多模混合空腔结构在所对应X轴、Y轴、Z轴方向设置有频率调谐装置；所述多模混合空腔结构在两个模式之间设有耦合调谐装置；所述多模混合空腔结构双模形成的射频通路设有散热装置；所述滤波器由不同类型的单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构与多模混合空腔结构根据需求进行不同的排队组合构成。

在本发明的一种优选实施方案中，所述组合谐振杆B由介质垫片1、谐振杆2、介质垫片3组成；所述谐振杆2采用压接、粘接、焊接、螺钉连接的方式与所述介质垫片1、介质垫片3连接；所述介质垫片1和介质垫片3的材料可以为空气、塑料、陶瓷、介质；所述谐振杆2由金属或金属镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成；所述谐振杆2横截面形状包括圆形、三角形、多边形或环形；所述介质垫片1和介质垫片3沿轴向投影为圆形、环形、长方形、正方形及多边形和三角形；介质垫片可以为两面平行的实体或谐振杆2的端面与空腔内壁配合的结构或中间贯通的结构；介质垫片上设置有与其轴向设置的盲孔。

在本发明的一种优选实施方案中，所述组合谐振杆B采用拼装或一体化的结构组合成X、Y轴方向垂直的平面交叉双模谐振杆C，也可以组合成X、Y、Z轴方向垂直的三模立体交叉谐振杆D。

在本发明的一种优选实施方案中，所述组合谐振杆C与类立方体空腔A形成双模谐振腔；组合谐振杆C的尺寸和空腔的尺寸确定谐振腔的双模谐振频率，同时确定谐振腔的体积；组合谐振杆D与类立方体空腔A形成三模谐振腔；组合谐振杆D的尺寸变和空腔的尺寸变化确定谐振腔的三模谐振频率，同时确定谐振腔的体积；所述类立方体空腔A的形状可以为圆柱体、长方体、立方体、类立方体及球，当空腔为圆柱体时，组合谐振杆C或D安装于圆柱的轴向方向或轴向中间垂直的方向；当空腔为长方体、立方体或类立方体或球形时，组合谐振杆C或D可以根据需求安装于空腔选定的轴向；所述空腔A由金属或金属镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。

在本发明的一种优选实施方案中，所述组合谐振杆C或D与空腔A的内壁可以通过压接、粘接、焊接、螺钉固定等方式连接，形成双模或三模谐振腔；为了减少频率在不同环境温度下的变化，可以根据不同温偏调整介质垫片的材料配比或谐振杆2的材质进行频偏的控制，另外为了保证其结构可靠性，介质垫片采用如塑料这样的弹性材料，使此结构在不同环境下抵消热胀冷缩带来的影响。

在本发明的一种优选实施方案中，所述的X、Y轴的双模谐振腔，X、Y、Z轴的三模谐振腔X轴的谐振模与Y轴的谐振模的耦合在空腔A的X、Y平面相交形成的四个棱角，选择其中一个对角中的一个角或两个角，沿Z轴方向切除部分棱角所形成的切角结构，切除的部分棱角用表面导电的材料密封，就实现了X方向与Y方向两个谐振模式之间的耦合；另外还可以在空腔A的X、Y轴的正交45度角上垂直的平面上安装耦合螺杆实现耦合调节；耦合杆的形状可以为金属杆或介质杆、金属盘或介质盘以及金属杆配金属盘，金属杆配介质盘，介质杆配金属盘，介质杆配介质盘；金属杆或金属由金属或金属表面镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成；Y方向与Z方向两个谐振模式之间的耦合，与上述机理类似；X、Y之间的耦合实现了双模内部耦合；X、Y之间的耦合实现了三模内部前两个模式之间的耦合，Y、Z之间的耦合实现三模内部后两个模式之间的耦合，从而实现三模之间的耦合。

在本发明的一种优选实施方案中，所述的X、Y轴的双模谐振腔，X、Y、Z轴的三模谐振腔，X轴方向频率的调节，可以在空腔X轴线上的两个面至少一个面加调谐螺杆或调谐盘,在组合谐振杆与金属内壁之间进行电容和距离的调节来改变频率，调谐杆的形状可以为金属杆或介质杆、金属盘或介质盘以及金属杆配金属盘，金属杆配介质盘，介质杆配金属盘，介质杆配介质盘；金属杆或金属由金属或金属表面镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。

在本发明的一种优选实施方案中，所述的X、Y轴的双模谐振腔，X、Y、Z轴的三模谐振腔，射频信号经过X轴、Y轴谐振之间的耦合形成射频通路或X轴、Y轴、Z轴谐振模之间的X与Y耦合、Y与Z耦合形成射频通路后会产生损耗和热量，X、Y或Z轴任意两个或三个方向的简并模在工作时会产生热量,可以通过平面交叉双模谐振杆C和立体交叉三模谐振杆D谐振杆两端面与空腔X、Y或Z轴方向两边的内壁充分接触形成导热，减少谐振杆吸收的热量。

在本发明的一种优选实施方案中，在X、Y轴方向形成的双模谐振腔可以与单模谐振腔、双模谐振腔和三模谐振腔进行不同形式的任意排列组合，形成需要的不同尺寸的滤波器；在X、Y、Z轴方向形成的双模谐振腔可以与单模谐振腔、双模谐振腔和三模谐振腔进行不同形式的任意排列组合，形成需要的不同尺寸的滤波器；滤波器的功能特性包含但不限于带通，带阻，高通，低通以及他们相互之间形成的双工器、合路器、多工器；多模混合空腔结构与单模谐振腔、双模谐振腔、三模谐振腔之间因排列组合形成的任意两个谐振腔之间的耦合，必须是两个谐振腔中的谐振杆是平行的情况下，才能通过两个谐振腔之间窗口大小实现耦合。

本发明公开了一种多模混合谐振腔，包括空腔和设置于空腔内的组合谐振杆，所述组合谐振杆包括谐振杆和连接于谐振杆两端的介质垫片，所述介质垫片一端与所述谐振杆连接、另一端与所述空腔的内壁连接；所述组合谐振杆在空腔内形成双模谐振，空腔所对应的X轴与Y轴相交的45度方向的平面上设置有用于实现X方向与Y方向两个谐振模式之间耦合的耦合元件，或者空腔在其所对应的Z轴方向上切除部分棱角。

在本发明的一种优选实施方案中，所述耦合元件为耦合螺杆或耦合调谐盘。

在本发明的一种优选实施方案中，空腔的侧壁上设置有用于实现频率调谐的调试螺杆或调谐盘。

在本发明的一种优选实施方案中，所述介质垫片沿轴向投影为圆形、环形、长方形、正方形及多边形和三角形。

在本发明的一种优选实施方案中，所述介质垫片设置有与其轴向设置的盲孔或通孔。

在本发明的一种优选实施方案中，所述介质垫片为塑料或陶瓷。

在本发明的一种优选实施方案中，所述谐振杆金属或金属合金或非金属表面金属化的材料制成。

在本发明的一种优选实施方案中，所述谐振杆的横截面形状包括圆形、三角形、多边形或环形。

本发明公开了一种双模谐振腔，包括类立方体空腔和设置于类立方体空腔内的双模平面交叉谐振杆，所述双模平面交叉谐振杆由两根相互垂直地设置于类立方体空腔内组合谐振杆构成，所述组合谐振杆由介质垫片和谐振杆构成，所述谐振杆至少一端连接有所述介质垫片，所述介质垫片一端与所述谐振杆端部连接、另一端与所述类立方体空腔内壁连接；所述双模平面交叉谐振杆在类立方体空腔内形成简并双模，空腔所对应的X轴与Y轴相交的45度方向的平面上设置有用于实现X方向与Y方向两个谐振模式之间耦合的耦合元件，或者空腔在其所对应的Z轴方向上切除部分棱角。

本发明公开了一种三模谐振腔，包括类立方体空腔和设置于类立方体空腔内的三模立体交叉谐振杆，所述三模立体交叉谐振杆由三根两两相互垂直地设置于类立方体空腔内组合谐振杆构成，所述组合谐振杆由介质垫片和谐振杆构成，所述谐振杆至少一端连接有所述介质垫片，所述介质垫片一端与所述谐振杆端部连接、另一端与所述类立方体空腔内壁连接；所述双模平面交叉谐振杆在类立方体空腔内形成简并三模，空腔所对应的X轴与Y轴相交的45度方向的平面上设置有用于实现X方向与Y方向两个谐振模式之间耦合的耦合元件，或者空腔在其所对应的Z轴方向上切除部分棱角。

本发明公开了一种具有多模混合空腔结构的滤波器，所述滤波器内至少使用了多模混合谐振腔、双模谐振腔、三模谐振腔中的一种。

本发明还公开了一种具有多模混合空腔的谐振结构，包括空腔，所述空腔至少包括一条对称中心轴线，所述空腔内至少设置有一根与所述空腔的对称中心轴线同轴布置的谐振杆，所述空腔内还设置有多个介质垫片，所述介质垫片一端与所述谐振杆连接、另一端与所述空腔的内壁连接；所述谐振杆在空腔内形成双模谐振或三模谐振，空腔所对应的X轴与Y轴相交的45度方向的平面上设置有用于实现X方向与Y方向两个谐振模式之间耦合的耦合元件，或者空腔在其所对应的Z轴方向上切除部分棱角。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、安装使用方便。

我们知道，高频时电流在金属表面具有趋肤效应(即电流趋向于金属表面，金属材料相当于设置了电壁边界条件)。本发明通过将多模腔体介质谐振器中的介质谐振杆改为金属谐振杆或表面金属化的谐振杆避免了电磁场被束缚在介质谐振杆内耦合困难的问题，实现了将原被束缚在介质谐振杆中的电磁场释放到谐振杆的外部，谐振腔中，从而耦合起来方便；同时本发明因采用两端面金属化的介质垫片，实现谐振频率大大降低。降频的原理是：谐振杆作为电容的一个极板，谐振腔内壁作为电容板的另一个极板，在电容板中间加入高介电常数材料使电容增大，从而有效地降低了谐振结构的频率，使得本发明尤其适用于低频领域；本发明通过对腔体、谐振杆和介质垫片三者的形状结构的设计和组合，实现了在形成多个低频简并模的同时保证了Q值不会大幅衰减，且有效地缩小了滤波器整机的体积。

两端都不接地才能形成多模

其它端为空气或介质可能性说明。

滤波器的实施例排列组合。空腔、介质加载、TM模等等

附图说明

图1是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构的爆炸视图；(三模)

图2是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构的剖视图；

图3是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构的爆炸视图；(双模)

图4是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构的主视图；(双模)

图5是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构的剖视图A-A；(双模)

图6是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构的剖视图B-B；(双模)

图7是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构的爆炸视图；(三模)

图8是本发明实施例一种安装有金属空腔多模谐振结构的滤波器的结构示意图；

图9是本发明实施例一种安装有金属空腔多模谐振结构的滤波器的结构示意图；

图10是本发明实施例一种安装有金属空腔多模谐振结构的滤波器的主视图；

图11是本发明实施例一种安装有金属空腔多模谐振结构的滤波器的剖视图C-C；

图12是本发明实施例一种安装有金属空腔多模谐振结构的滤波器的结构示意图；

图13是本发明实施例一种安装有金属空腔多模谐振结构的滤波器的结构剖视图；

图14是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构工作状态磁场示意图(X向)；

图15是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构工作状态磁场示意图(Z向)；

图16是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构工作状态电场示意图(X向)；

图17是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构工作状态电场示意图(Z向)。

图18是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构的滤波器结构示意图。

图19是本发明实施例一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构的滤波器结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由本发明说明书附图所示的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，多模混合空腔结构由空腔A和两根相互垂直的组合谐振杆Ba、Bb设置于空腔A的中间位置的双模平面交叉谐振杆C组成，在空腔A的X与Y轴或Y与Z轴或X与Z轴形成简并双模，组合谐振杆B由介质垫片1、谐振杆2、介质垫片3构成空腔A内的组合谐振杆B，谐振杆2的两端面连接有介质垫片1和3，组合谐振杆B的两端面处的介质垫片与空腔A轴向的两个对应的内壁接触，多模混合空腔结构在所对应X轴、Y轴方向设置有频率调谐装置，多模混合空腔结构在两个模式之间设有耦合调谐装置。多模混合空腔结构双模形成的射频通路设有散热装置。滤波器由不同类型的单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构与多模混合空腔结构根据需求进行不同的排队组合构成。

多模混合空腔结构由空腔A和三根两两相互垂直的组合谐振杆Ba、Bb、Bc设置于空腔A的中间位置的三模立体交叉谐振杆D组成，在空腔A的X、Y、Z轴形成简并三模。组合谐振杆B由介质垫片1、谐振杆2、介质垫片3构成空腔A内的组合谐振杆B，谐振杆2的两端面连接有介质垫片1和3，组合谐振杆B的两端面处的介质垫片与空腔A的轴向的两个对应的内壁接触。多模混合空腔结构在所对应X轴、Y轴、Z轴方向设置有频率调谐装置，多模混合空腔结构在两个模式之间设有耦合调谐装置。多模混合空腔结构双模形成的射频通路设有散热装置。滤波器由不同类型的单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构与多模混合空腔结构根据需求进行不同的排队组合构成。组合谐振杆B由介质垫片1、谐振杆2、介质垫片3组成。谐振杆2采用压接、粘接、焊接、螺钉连接的方式与介质垫片1、3连接。介质垫片1和介质垫片3的材料可以为空气、塑料、陶瓷、介质。谐振杆2由金属或金属镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。谐振杆2横截面形状包括圆形、三角形、多边形或环形；介质垫片1和介质垫片3沿轴向投影为圆形、环形、长方形、正方形及多边形和三角形。介质垫片可以为两面平行的实体或谐振杆2的端面与空腔内壁配合的结构或中间贯通的结构。介质垫片上设置有与其轴向设置的盲孔。组合谐振杆B采用拼装或一体化的结构组合成X、Y轴方向垂直的平面交叉双模谐振杆C，也可以组合成X、Y、Z轴方向垂直的三模立体交叉谐振杆D。组合谐振杆C与类立方体空腔A形成双模谐振腔；组合谐振杆C的尺寸和空腔的尺寸确定谐振腔的双模谐振频率，同时确定谐振腔的体积；组合谐振杆D与类立方体空腔A形成三模谐振腔；组合谐振杆D的尺寸变和空腔的尺寸变化确定谐振腔的三模谐振频率，同时确定谐振腔的体积；类立方体空腔A的形状可以为圆柱体、长方体、立方体、类立方体及球，当空腔为圆柱体时，组合谐振杆C或D安装于圆柱的轴向方向或轴向中间垂直的方向；当空腔为长方体、立方体或类立方体或球形时，组合谐振杆C或D可以根据需求安装于空腔选定的轴向；空腔A由金属或金属镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。组合谐振杆C或D与空腔A的内壁可以通过压接、粘接、焊接、螺钉固定等方式连接，形成双模或三模谐振腔。为了减少频率在不同环境温度下的变化，可以根据不同温偏调整介质垫片的材料配比或谐振杆2的材质进行频偏的控制，另外为了保证其结构可靠性，介质垫片采用如塑料这样的弹性材料，使此结构在不同环境下抵消热胀冷缩带来的影响。的X、Y轴的双模谐振腔，X、Y、Z轴的三模谐振腔X轴的谐振模与Y轴的谐振模的耦合在空腔A的X、Y平面相交形成的四个棱角，选择其中一个对角中的一个角或两个角，沿Z轴方向切除部分棱角所形成的切角结构，切除的部分棱角用表面导电的材料密封，就实现了X方向与Y方向两个谐振模式之间的耦合。另外还可以在空腔A的X、Y轴的正交45度角上垂直的平面上安装耦合螺杆实现耦合调节。耦合杆的形状可以为金属杆或介质杆、金属盘或介质盘以及金属杆配金属盘，金属杆配介质盘，介质杆配金属盘，介质杆配介质盘。金属杆或金属由金属或金属表面镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。Y方向与Z方向两个谐振模式之间的耦合，与上述机理类似。X、Y之间的耦合实现了双模内部耦合。X、Y之间的耦合实现了三模内部前两个模式之间的耦合。Y、Z之间的耦合实现三模内部后两个模式之间的耦合，从而实现三模之间的耦合。的X、Y轴的双模谐振腔，X、Y、Z轴的三模谐振腔，X轴方向频率的调节，可以在空腔X轴线上的两个面至少一个面加调谐螺杆或调谐盘,在组合谐振杆与金属内壁之间进行电容和距离的调节来改变频率，调谐杆的形状可以为金属杆或介质杆、金属盘或介质盘以及金属杆配金属盘，金属杆配介质盘，介质杆配金属盘，介质杆配介质盘。金属杆或金属由金属或金属表面镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。的X、Y轴的双模谐振腔，X、Y、Z轴的三模谐振腔，射频信号经过X轴、Y轴谐振之间的耦合形成射频通路或X轴、Y轴、Z轴谐振模之间的X与Y耦合、Y与Z耦合形成射频通路后会产生损耗和热量，X、Y或Z轴任意两个或三个方向的简并模在工作时会产生热量,可以通过平面交叉双模谐振杆C和立体交叉三模谐振杆D谐振杆两端面与空腔X、Y或Z轴方向两边的内壁充分接触形成导热，减少谐振杆吸收的热量；在X、Y轴方向形成的双模谐振腔可以与单模谐振腔、双模谐振腔和三模谐振腔进行不同形式的任意排列组合，形成需要的不同尺寸的滤波器。在X、Y、Z轴方向形成的双模谐振腔可以与单模谐振腔、双模谐振腔和三模谐振腔进行不同形式的任意排列组合，形成需要的不同尺寸的滤波器。滤波器的功能特性包含但不限于带通，带阻，高通，低通以及他们相互之间形成的双工器、合路器、多工器。多模混合空腔结构与单模谐振腔、双模谐振腔、三模谐振腔之间因排列组合形成的任意两个谐振腔之间的耦合，必须是两个谐振腔中的谐振杆是平行的情况下，才能通过两个谐振腔之间窗口大小实现耦合。

多模混合空腔结构由空腔A和两根相互垂直的组合谐振杆Ba、Bb设置于空腔A的中间位置的双模平面交叉谐振杆C组成，在空腔A的X与Y轴或Y与Z轴或X与Z轴形成简并双模，

组合谐振杆B由介质垫片1、谐振杆2、介质垫片3构成空腔A内的组合谐振杆B，谐振杆2的两端面连接有介质垫片1和3，组合谐振杆B的两端面处的介质垫片与空腔A轴向的两个对应的内壁接触，

多模混合空腔结构在所对应X轴、Y轴方向设置有频率调谐装置，

多模混合空腔结构在两个模式之间设有耦合调谐装置。

多模混合空腔结构双模形成的射频通路设有散热装置。

滤波器由不同类型的单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构与多模混合空腔结构根据需求进行不同的排队组合构成。

多模混合空腔结构由空腔A和三根两两相互垂直的组合谐振杆Ba、Bb、Bc设置于空腔A的中间位置的三模立体交叉谐振杆D组成，在空腔A的X、Y、Z轴形成简并三模。

组合谐振杆B由介质垫片1、谐振杆2、介质垫片3构成空腔A内的组合谐振杆B，谐振杆2的两端面连接有介质垫片1和3，组合谐振杆B的两端面处的介质垫片与空腔A的轴向的两个对应的内壁接触。

多模混合空腔结构在所对应X轴、Y轴、Z轴方向设置有频率调谐装置，

多模混合空腔结构在两个模式之间设有耦合调谐装置。

多模混合空腔结构双模形成的射频通路设有散热装置。

滤波器由不同类型的单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构与多模混合空腔结构根据需求进行不同的排队组合构成。

组合谐振杆B由介质垫片1、谐振杆2、介质垫片3组成。

谐振杆2采用压接、粘接、焊接、螺钉连接的方式与介质垫片1、3连接。

介质垫片1和介质垫片3的材料可以为空气、塑料、陶瓷、介质。

谐振杆2由金属或金属镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。

谐振杆2横截面形状包括圆形、三角形、多边形或环形；

介质垫片1和介质垫片3沿轴向投影为圆形、环形、长方形、正方形及多边形和三角形。介质垫片可以为两面平行的实体或谐振杆2的端面与空腔内壁配合的结构或中间贯通的结构。介质垫片上设置有与其轴向设置的盲孔。

组合谐振杆B采用拼装或一体化的结构组合成X、Y轴方向垂直的平面交叉双模谐振杆C，也可以组合成X、Y、Z轴方向垂直的三模立体交叉谐振杆D。

组合谐振杆C与类立方体空腔A形成双模谐振腔；组合谐振杆C的尺寸和空腔的尺寸确定谐振腔的双模谐振频率，同时确定谐振腔的体积；

组合谐振杆D与类立方体空腔A形成三模谐振腔；组合谐振杆D的尺寸变和空腔的尺寸变化确定谐振腔的三模谐振频率，同时确定谐振腔的体积；

类立方体空腔A的形状可以为圆柱体、长方体、立方体、类立方体及球，当空腔为圆柱体时，组合谐振杆C或D安装于圆柱的轴向方向或轴向中间垂直的方向；当空腔为长方体、立方体或类立方体或球形时，组合谐振杆C或D可以根据需求安装于空腔选定的轴向；

空腔A由金属或金属镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。

组合谐振杆C或D与空腔A的内壁可以通过压接、粘接、焊接、螺钉固定等方式连接，形成双模或三模谐振腔。为了减少频率在不同环境温度下的变化，可以根据不同温偏调整介质垫片的材料配比或谐振杆2的材质进行频偏的控制，另外为了保证其结构可靠性，介质垫片采用如塑料这样的弹性材料，使此结构在不同环境下抵消热胀冷缩带来的影响。

的X、Y轴的双模谐振腔，X、Y、Z轴的三模谐振腔X轴的谐振模与Y轴的谐振模的耦合在空腔A的X、Y平面相交形成的四个棱角，选择其中一个对角中的一个角或两个角，沿Z轴方向切除部分棱角所形成的切角结构，切除的部分棱角用表面导电的材料密封，就实现了X方向与Y方向两个谐振模式之间的耦合。另外还可以在空腔A的X、Y轴的正交45度角上垂直的平面上安装耦合螺杆实现耦合调节。

耦合杆的形状可以为金属杆或介质杆、金属盘或介质盘以及金属杆配金属盘，金属杆配介质盘，介质杆配金属盘，介质杆配介质盘。

金属杆或金属由金属或金属表面镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。

Y方向与Z方向两个谐振模式之间的耦合，与上述机理类似。

X、Y之间的耦合实现了双模内部耦合。

X、Y之间的耦合实现了三模内部前两个模式之间的耦合。Y、Z之间的耦合实现三模内部后两个模式之间的耦合，从而实现三模之间的耦合。

的X、Y轴的双模谐振腔，X、Y、Z轴的三模谐振腔，X轴方向频率的调节，可以在空腔X轴线上的两个面至少一个面加调谐螺杆或调谐盘,在组合谐振杆与金属内壁之间进行电容和距离的调节来改变频率，

调谐杆的形状可以为金属杆或介质杆、金属盘或介质盘以及金属杆配金属盘，金属杆配介质盘，介质杆配金属盘，介质杆配介质盘。

金属杆或金属由金属或金属表面镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。

的X、Y轴的双模谐振腔，X、Y、Z轴的三模谐振腔，射频信号经过X轴、Y轴谐振之间的耦合形成射频通路或X轴、Y轴、Z轴谐振模之间的X与Y耦合、Y与Z耦合形成射频通路后会产生损耗和热量，X、Y或Z轴任意两个或三个方向的简并模在工作时会产生热量,可以通过平面交叉双模谐振杆C和立体交叉三模谐振杆D谐振杆两端面与空腔X、Y或Z轴方向两边的内壁充分接触形成导热，减少谐振杆吸收的热量；

在X、Y轴方向形成的双模谐振腔可以与单模谐振腔、双模谐振腔和三模谐振腔进行不同形式的任意排列组合，形成需要的不同尺寸的滤波器。

在X、Y、Z轴方向形成的双模谐振腔可以与单模谐振腔、双模谐振腔和三模谐振腔进行不同形式的任意排列组合，形成需要的不同尺寸的滤波器。

滤波器的功能特性包含但不限于带通，带阻，高通，低通以及他们相互之间形成的双工器、合路器、多工器。

多模混合空腔结构与单模谐振腔、双模谐振腔、三模谐振腔之间因排列组合形成的任意两个谐振腔之间的耦合，必须是两个谐振腔中的谐振杆是平行的情况下，才能通过两个谐振腔之间窗口大小实现耦合。

应当理解的是，以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：

所述多模混合空腔结构由空腔(A)和设置于空腔(A)的中间位置且由两根相互垂直的组合谐振杆(B)构成的双模平面交叉谐振杆(C)组成，双模平面交叉谐振杆(C)在空腔(A)的X与Y轴或Y与Z轴或X与Z轴形成简并双模；

所述组合谐振杆(B)由介质垫片(1)、谐振杆(2)、介质垫片(3)构成，所述谐振杆(2)的两端面连接有介质垫片(1)和介质垫片(3)，组合谐振杆(B)的两端面处的介质垫片(1)和介质垫片(3)与空腔(A)轴向的两个对应的内壁接触；

所述多模混合空腔结构在所对应X轴、Y轴方向设置有频率调谐装置；

所述多模混合空腔结构在两个模式之间设有耦合调谐装置；

所述多模混合空腔结构双模形成的射频通路设有散热装置；

所述滤波器由不同类型的单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构与多模混合空腔结构根据需求进行不同的排队组合构成。

2.一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：

所述多模混合空腔结构由空腔(A)和设置于空腔(A)的中间位置且由三根两两相互垂直的组合谐振杆(B)构成的三模立体交叉谐振杆(D)组成，三模立体交叉谐振杆(D)在空腔(A)的X、Y、Z轴形成简并三模；

所述组合谐振杆(B)由介质垫片(1)、谐振杆(2)、介质垫片(3)构成，所述谐振杆(2)的两端面连接有介质垫片(1)和介质垫片(3)，组合谐振杆(B)的两端面处的介质垫片(1)和介质垫片(3)与空腔(A)的轴向的两个对应的内壁接触；

所述多模混合空腔结构在所对应X轴、Y轴、Z轴方向设置有频率调谐装置；

所述多模混合空腔结构在两个模式之间设有耦合调谐装置；

所述多模混合空腔结构双模形成的射频通路设有散热装置；

所述滤波器由不同类型的单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构与多模混合空腔结构根据需求进行不同的排队组合构成。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：

所述组合谐振杆(B)由介质垫片(1)、谐振杆(2)、介质垫片(3)组成；

所述谐振杆(2)采用压接、粘接、焊接、螺钉连接的方式与所述介质垫片(1)、介质垫片(3)连接；

所述介质垫片(1)和介质垫片(3)的材料为空气、塑料、陶瓷、介质；

所述谐振杆(2)由金属或金属镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成；

所述谐振杆(2)横截面形状包括圆形、三角形、多边形或环形；

所述介质垫片(1)和介质垫片(3)沿轴向投影为圆形、环形、长方形、正方形及多边形和三角形；所述介质垫片(1)和介质垫片(3)为两面平行的实体或谐振杆(2)的端面与空腔内壁配合的结构或中间贯通的结构；所述介质垫片(1)和介质垫片(3)上设置有与其轴向设置的盲孔。

4.根据权利要求1或3所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述组合谐振杆(B)采用拼装或一体化的结构组合成X、Y轴方向垂直的平面交叉双模谐振杆(C)。

5.根据权利要求2或3所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述组合谐振杆(B)采用拼装或一体化的结构组合成X、Y、Z轴方向垂直的三模立体交叉谐振杆(D)。

6.根据权利要求1所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述空腔(A)为类立方体空腔，平面交叉双模谐振杆(C)与类立方体空腔形成双模谐振腔；平面交叉双模谐振杆(C)的尺寸和空腔的尺寸确定谐振腔的双模谐振频率，同时确定谐振腔的体积；

类立方体空腔的形状可以为圆柱体、长方体、立方体、类立方体及球，当空腔为圆柱体时，平面交叉双模谐振杆(C)安装于圆柱的轴向方向或轴向中间垂直的方向；当空腔为长方体、立方体或类立方体或球形时，平面交叉双模谐振杆(C)根据需求安装于空腔选定的轴向；

类立方体空腔由金属或金属镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。

7.根据权利要求2所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述空腔(A)为类立方体空腔，三模立体交叉谐振杆(D)与类立方体空腔形成三模谐振腔；三模立体交叉谐振杆(D)的尺寸变和空腔的尺寸变化确定谐振腔的三模谐振频率，同时确定谐振腔的体积；

类立方体空腔的形状可以为圆柱体、长方体、立方体、类立方体及球，当空腔为圆柱体时，三模立体交叉谐振杆(D)安装于圆柱的轴向方向或轴向中间垂直的方向；当空腔为长方体、立方体或类立方体或球形时，三模立体交叉谐振杆(D)可以根据需求安装于空腔选定的轴向；

类立方体空腔由金属或金属镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。

8.根据权利要求1所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述平面交叉双模谐振杆(C)与空腔(A)的内壁可以通过压接、粘接、焊接、螺钉固定方式连接，形成双模谐振腔；为了减少频率在不同环境温度下的变化，可以根据不同温偏调整介质垫片的材料配比或谐振杆(2)的材质进行频偏的控制，另外为了保证其结构可靠性，介质垫片采用如塑料这样的弹性材料，使此结构在不同环境下抵消热胀冷缩带来的影响。

9.根据权利要求2所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述三模立体交叉谐振杆(D)与空腔(A)的内壁可以通过压接、粘接、焊接、螺钉固定方式连接，形成三模谐振腔；为了减少频率在不同环境温度下的变化，可以根据不同温偏调整介质垫片的材料配比或谐振杆(2)的材质进行频偏的控制，另外为了保证其结构可靠性，介质垫片采用如塑料这样的弹性材料，使此结构在不同环境下抵消热胀冷缩带来的影响。

10.根据权利要求1所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述耦合调谐装置为设置于空腔(A)Z轴方向的切角结构；所述的X、Y轴的双模谐振腔中X轴的谐振模与Y轴的谐振模在空腔(A)的X、Y平面相交形成的四个棱角，选择其中一个对角中的一个角或两个角，沿Z轴方向切除部分棱角所形成的切角结构，切除的部分棱角用表面导电的材料密封，就实现了X方向与Y方向两个谐振模式之间的耦合；X、Y之间的耦合实现了双模内部耦合。

11.根据权利要求1所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述耦合调谐装置为设置于空腔(A)上的耦合螺杆；所述空腔(A)的X轴的谐振模与Y轴的谐振模正交45度角垂直的平面上安装有耦合螺杆实现耦合调节；X、Y之间的耦合实现了双模内部耦合；。

12.根据权利要求2所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述耦合调谐装置为设置于空腔(A)Z轴方向的切角结构；所述得X、Y、Z轴的三模谐振腔中X轴的谐振模与Y轴的谐振模的耦合在空腔(A)的X、Y平面相交形成的四个棱角，选择其中一个对角中的一个角或两个角，沿Z轴方向切除部分棱角所形成的切角结构，切除的部分棱角用表面导电的材料密封，就实现了X方向与Y方向两个谐振模式之间的耦合，X、Y之间的耦合实现了双模内部耦合；Y方向与Z方向两个谐振模式之间的耦合，与上述机理类似；X、Y之间的耦合实现了三模内部前两个模式之间的耦合，Y、Z之间的耦合实现三模内部后两个模式之间的耦合，从而实现三模之间的耦合。

13.根据权利要求2所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述耦合调谐装置为设置于空腔(A)上的耦合螺杆；所述空腔(A)的X轴的谐振模与Y轴的谐振模正交45度角垂直的平面上安装有耦合螺杆实现耦合调节，X、Y之间的耦合实现了双模内部耦合；Y方向与Z方向两个谐振模式之间的耦合，与上述机理类似；X、Y之间的耦合实现了三模内部前两个模式之间的耦合，Y、Z之间的耦合实现三模内部后两个模式之间的耦合，从而实现三模之间的耦合。

14.根据权利要求11或13所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：耦合螺杆的形状为金属杆或介质杆、金属盘或介质盘以及金属杆配金属盘，金属杆配介质盘，介质杆配金属盘，介质杆配介质盘；金属杆或金属由金属或金属表面镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。

15.根据权利要求1所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述频率调谐装置为设置于空腔(A)上的调谐螺杆或调谐盘，所述的X、Y轴的双模谐振腔，X轴方向频率的调节，通过在空腔X轴线上的两个面至少一个面加调谐螺杆或调谐盘,在组合谐振杆与金属内壁之间进行电容和距离的调节来改变频率。

16.根据权利要求2所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述频率调谐装置为设置于空腔(A)上的调谐螺杆或调谐盘，X、Y、Z轴的三模谐振腔，X轴方向频率的调节，可以在空腔X轴线上的两个面至少一个面加调谐螺杆或调谐盘,在组合谐振杆与金属内壁之间进行电容和距离的调节来改变频率。

17.根据权利要求15或16所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：调谐螺杆或调谐盘的形状为金属杆或介质杆、金属盘或介质盘以及金属杆配金属盘，金属杆配介质盘，介质杆配金属盘，介质杆配介质盘；金属杆或金属由金属或金属表面镀金属层或表面镀金属层的非金属材料构成。

18.根据权利要求1所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述散热装置为连接于所述谐振杆(2)两端的所述介质垫片(1)和所述介质垫片(3)；所述的X、Y轴的双模谐振腔，射频信号经过X轴、Y轴谐振之间的耦合形成射频通路后会产生损耗和热量，简并模在工作时会产生热量通过平面交叉双模谐振杆(C)的两端面与空腔(A)的X、Y或Z轴方向两边的内壁充分接触形成导热，减少谐振杆吸收的热量。

19.根据权利要求2所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：所述散热装置为连接于所述谐振杆(2)两端的所述介质垫片(1)和所述介质垫片(3)；X、Y、Z轴的三模谐振腔，射频信号经过X轴、Y轴、Z轴谐振模之间的X与Y耦合、Y与Z耦合形成射频通路后会产生损耗和热量，X、Y或Z轴任意两个或三个方向的简并模在工作时会产生热量通过立体交叉三模谐振杆(D)谐振杆两端面与空腔(A)的X、Y或Z轴方向两边的内壁充分接触形成导热，减少谐振杆吸收的热量。

20.基于权利要求1或2所述的一种应用于滤波器中的多模混合空腔结构，其特征在于：在X、Y轴方向形成的双模谐振腔可以与单模谐振腔、双模谐振腔和三模谐振腔进行不同形式的任意排列组合，形成需要的不同尺寸的滤波器；

在X、Y、Z轴方向形成的双模谐振腔可以与单模谐振腔、双模谐振腔和三模谐振腔进行不同形式的任意排列组合，形成需要的不同尺寸的滤波器；

滤波器的功能特性包含但不限于带通，带阻，高通，低通以及他们相互之间形成的双工器、合路器、多工器；

多模混合空腔结构与单模谐振腔、双模谐振腔、三模谐振腔之间因排列组合形成的任意两个谐振腔之间的耦合，必须是两个谐振腔中的谐振杆是平行的情况下，才能通过两个谐振腔之间窗口大小实现耦合。