一种双模陶瓷波导滤波器
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域中的一种滤波器,更具体的说,是涉及一种双模陶瓷波导滤波器。
背景技术
随着移动通信、导航技术和电子对抗的快速发展,对现有滤波器的尺寸和性能改进都提出了更高的要求。插入损耗、带外无杂散响应、带外抑制、Q值和尺寸是滤波器的核心关键指标,如何在提供更高性能指标的前提下,缩小陶瓷波导滤波器的尺寸是本领域的技术难题。
目前,陶瓷波导滤波器是由排成一列的多个谐振器组成的,但一个谐振器只有一个频率谐振,这就导致了现有的陶瓷波导滤波器的损耗比较大,尺寸也比较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双模陶瓷波导滤波器,它的结构特征决定了它在一个谐振器上能够发生两个谐振,这使得双模陶瓷波导滤波器本身的损耗比现有的陶瓷波导滤波器少,尺寸也能缩小到现有尺寸的一半。
本发明采用以下技术方案实现:一种双模陶瓷波导滤波器,其采用并排连接的两个陶瓷谐振器,所述双模陶瓷波导滤波器能在同一个陶瓷谐振器上发生垂直的两个电磁场形成两种谐振腔,所述两种谐振腔分别产生两种谐振频率;
每个陶瓷谐振器在背对着另一个陶瓷谐振器的一侧端面上设置一字线条区,在相对另一侧端面上设置十字线条区,在连接两个侧端面的侧表面上开设调试孔和电性耦合孔;
其中,所述一字线条区的中心和所述十字线条区的中心位于同一直线上,所述一字线条区和所述调试孔位于同一水平面上,所述电性耦合孔位于所述一字线条区下方且和所述一字线条区呈45度夹角;两个调试孔位于两个陶瓷谐振器的同一侧;两个陶瓷谐振器的外表面全部金属化形成金属层,去除所述一字线条区内的金属层和所述十字线条区内的金属层。
作为上述方案的进一步改进,所述双模陶瓷波导滤波器还包括两块导电匹配块、分别安装在所述两块导电匹配块上的两个导电转接头;所述两个陶瓷谐振器并排连接在所述两个导电转接头之间,且与所述两个导电转接头串联。、
作为上述方案的进一步改进,每个陶瓷谐振器呈圆形或者多角形。
作为上述方案的进一步改进,每个陶瓷谐振器采用圆形波导管。
作为上述方案的进一步改进,每个陶瓷谐振器的垂直的两个电磁场使用调谐螺杆进行耦合。
作为上述方案的进一步改进,每个陶瓷谐振器的I/O耦合能力通过调整所述一字线条区的尺寸和/或所述十字线条区的尺寸实现,所述尺寸包括宽度和长度。
优选地,谐振频率的频宽通过调整所述十字线条区的长度实现。
作为上述方案的进一步改进,通过去除所述调试孔的内壁金属层调整所述双模陶瓷波导滤波器能接收的谐振频率值。
作为上述方案的进一步改进,通过去除所述陶瓷谐振器上的局部金属调整所述双模陶瓷波导滤波器能接收的谐振频率值。
作为上述方案的进一步改进,通过调整所述调试孔在相应陶瓷谐振器上的深度改变谐振频率在相应陶瓷谐振器上的形成位置。
本发明的双模陶瓷波导滤波器通过谐振器上调试孔与电性耦合孔的位置设计实现了在一个谐振器上能够发生两个谐振,这解决了以往陶瓷滤波器上一个谐振器上只能发生一个谐振所导致的损耗高,尺寸大的问题,进一步实现了陶瓷波导滤波器体积的小型化。
附图说明
图1为本发明双模陶瓷波导滤波器的立体结构示意图。
图2为图1的立体分解图。
图3为本发明双模陶瓷波导滤波器图1中陶瓷载体一2的主视图。
图4为图3的俯视图。
图5为图3的右视图。
图6为本发明双模陶瓷波导滤波器图1中陶瓷谐振器一3的主视图。
图7为图6的左视图。
图8为图7的右视图。
图9为本发明双模陶瓷波导滤波器中电磁场的仿真模拟屏幕截图。
图10为本发明双模陶瓷波导滤波器的仿真模拟屏幕截图。
图11为本发明双模陶瓷波导滤波器的仿真模拟屏幕截图。
符号说明
导电转接头一 1 导电匹配块一 2
陶瓷谐振器一 3 陶瓷谐振器二 4
导电匹配块二 5 导电转接头二 6
调试孔一 31 调试孔二 41
电性耦合孔一 32
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。
本发明的双模陶瓷波导滤波器采用并排连接的两个陶瓷谐振器,所述双模陶瓷波导滤波器能在同一个陶瓷谐振器上发生垂直的两个电磁场形成两种谐振腔,所述两种谐振腔分别产生两种谐振频率。这解决了以往陶瓷滤波器上一个谐振器上只能发生一个谐振所导致的损耗高,尺寸大的问题,进一步实现了陶瓷波导滤波器体积的小型化。
每个陶瓷谐振器在背对着另一个陶瓷谐振器的一侧端面上设置一字线条区,在相对另一侧端面上设置十字线条区,在连接两个侧端面的侧表面上开设调试孔和电性耦合孔。其中,所述一字线条区的中心和所述十字线条区的中心位于同一直线上,所述一字线条区和所述调试孔位于同一水平面上,所述电性耦合孔位于所述一字线条区下方且和所述一字线条区呈45度夹角;两个调试孔位于两个陶瓷谐振器的同一侧;两个陶瓷谐振器的外表面全部金属化形成金属层,去除所述一字线条区内的金属层和所述十字线条区内的金属层。
参阅图1及2,在本实施例中,双模陶瓷波导滤波器包括:导电转接头一1、导电匹配块一2、陶瓷谐振器一3、陶瓷谐振器二4、导电匹配块二5、导电转接头二6。
请结合图3、图4、图5,两个导电转接头分别安装在两块导电匹配块上,两个陶瓷谐振器并排连接在两个导电转接头之间,且与两个导电转接头串联。导电转接头一1与导电转接头二6的结构一致,顶部为输入端接口,底部设有一螺杆。导电匹配块一2的上表面呈水平,下表面为台阶结构。导电匹配块一2的台阶低阶所在侧,开设有一通孔,导电转接头一1的螺杆插入通孔内,与导电匹配块一2固定。
请结合图6、图7、图8,每个陶瓷谐振器呈圆形或者多角形,本实施例中,陶瓷谐振器一3的横截面呈圆形,可采用圆形波导管。在其他实施例中陶瓷谐振器一3的横截面也可以为多边形,陶瓷谐振器一3的一侧端面与水平放置的导电匹配块一2垂直焊接固定。陶瓷谐振器一3与导电匹配块一2相垂直的侧面中心处开设有一调试孔一31,在调试孔对侧近下端45度的位置开设有一电性耦合孔一32,在其他实施例中也可以分别在调试孔一31及电性耦合孔一32相对应的水平和垂直位置安装多个调试孔和电性耦合孔。每个陶瓷谐振器的垂直的两个电磁场使用调谐螺杆进行耦合。
本实施例中,陶瓷谐振器二4的横截面呈圆形,在其他实施例中陶瓷谐振器二4的横截面也可以为多边形,只需保证陶瓷谐振器二4的横截面与陶瓷谐振器一3的横截面一致即可,陶瓷谐振器二4的一侧端面与陶瓷谐振器一3的另一侧端面焊接固定。陶瓷谐振器二4在与调试孔一31同侧面中心处开设有调试孔二41。陶瓷谐振器二4在调试孔二41的对侧近上端45度的位置设有一电性耦合孔二,在其他实施例中也可以分别在调试孔二41及电性耦合孔二相对应的水平和垂直位置安装多个调试孔和电性耦合孔。
另外本实施例中采用了一组陶瓷谐振器一3和陶瓷谐振器二4作为谐振器,在其他实施例中也可以采用多组陶瓷谐振器一3和陶瓷谐振器二4的组合作为谐振器组,这将更有利于电磁波的过滤。导电匹配块二5的结构与陶瓷载体一1一致,导电匹配块二5的台阶高阶一侧的端面与陶瓷谐振器二4的另一端面焊接固定,导电转接头二6上的螺杆插入导电匹配块二5的台阶低阶一端的通孔中,与导电匹配块二5相固定。导电匹配块一2、陶瓷谐振器一3、陶瓷谐振器二4、导电匹配块二5的外表面全部覆盖一层金属层。
在此基础上,再在导电匹配块一2的上表面通孔周围去掉一环形区域覆盖的金属层,导电匹配块一2的高阶外侧面中心处去掉一部分呈一字形状区域覆盖的金属层。在陶瓷谐振器一3靠近导电匹配块一2的一侧端面中心处去掉一部分呈一字形状区域覆盖的金属层,陶瓷谐振器一3的另一侧端面中心处去掉一部分呈十字形状区域覆盖的金属层。
在陶瓷谐振器二4靠近陶瓷谐振器一3的一侧端面中心处去掉一部分呈十字形状区域覆盖的金属层,该十字形状区域与陶瓷谐振器一3端面上与之相对应的十字形状区域相一致,陶瓷谐振器二4的另一侧端面中心处去掉一部分呈一字形状区域覆盖的金属层。在导电匹配块二5的上表面通孔周围去掉一部分呈环形区域覆盖的金属层,导电匹配块二5的高阶内侧面中心处去掉一部分呈一字形状区域覆盖的金属层。
垂直的电磁场在谐振器上所述的调试孔、耦合孔及去金属层区域的共同作用下,可以实现一个谐振器上发生两个谐振,所有这些去掉金属层的区域长度越长,则耦合作用都会增强。另外可以通过去掉调试孔一31、调试孔二41、电性耦合孔一32、电性耦合孔二的内表面金属层的方式,提高双模陶瓷波导滤波器的频率,去掉导电匹配块一2、陶瓷谐振器一3、陶瓷谐振器二4、导电匹配块二5的任一部分的局部金属层,也同样可以起到提高双模陶瓷波导滤波器频率的作用。请结合图9、图10、图11,在本发明中,每个陶瓷谐振器的I/O耦合能力通过调整所述一字线条区的尺寸和/或所述十字线条区的尺寸实现,所述尺寸包括宽度和长度。尺寸越长I/O耦合能力越大。谐振频率的频宽通过调整所述十字线条区的长度实现,长度变长的话,谐振器之间的耦合能力变大,造成滤波器的BW变宽。通过去除所述调试孔的内壁金属层调整所述双模陶瓷波导滤波器能接收的谐振频率值,通过去除所述陶瓷谐振器上的局部金属调整所述双模陶瓷波导滤波器能接收的谐振频率值,通过调整所述调试孔在相应陶瓷谐振器上的深度改变谐振频率在相应陶瓷谐振器上的形成位置。调试孔越深谐振频率在低的地方形成,如果调试孔的深度浅的话,谐振频率在高的地方形成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。