CN108649302A - 一种应用于4g基站通信的六腔陶瓷滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器，包括全介质谐振器、耦合窗、调谐孔和输入输出耦合装置；全介质谐振器按一定的拓扑结构组合在一起；按照耦合矩阵，有耦合的谐振器之间有耦合窗；在全介质谐振器的中央挖孔来调谐，孔的半径一定，控制孔的深度可以来调节谐振器的谐振频率；输入输出耦合设在其中的两个全介质谐振器上；全介质谐振器由陶瓷材料制备，输入输出耦合装置为金属材料制备。本发明六腔陶瓷滤波器具有结构简单、重量轻的优点，相比同样性能的传统波导滤波器和介质腔体滤波器，体积大大减小。

Description

一种应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体为一种应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器。
背景技术
近几年来，随着无线通信系统的迅速发展，对微波器件的体积性能的要求越来越高，所有的微波器件都向着小型化的趋势发展。而滤波器作为射频通信系统中的选频器件，优化滤波器的体积性能十分必要，体积性能往往成为衡量微波滤波器优劣的重要标准之一。传统的波导滤波器，由于采用高Q值结构设计，具有大功率工作的能力，较低的插损，良好的通带驻波特性和较高的带外衰减，温度稳定性好，但是体积较大；介质腔体滤波器正是基于优化体积性能而对波导滤波器做的改进，相比同性能的波导滤波器，介质腔体滤波器的体积小的多；全介质滤波器又是在介质腔体的基础上改善体积性能，或者全介质滤波器可以看做一种特殊的波导滤波器，只是把原来传统波导腔内的空气介质变成了低损耗、高介电常数的介质。
微波滤波器作为无线通信系统中选频器件，有时会成为无线通信系统发展的瓶颈，所以对滤波器的选频性能要求越来越高。全介质滤波器由于制作工艺的影响，发展缓慢，所以优化设计结构有利于其发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器，具有结构简单、重量轻的优点，相比同样性能的传统波导滤波器和介质腔体滤波器，体积大大减小。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器，包括全介质谐振器、耦合窗、调谐孔、SMA接口和输入输出耦合装置；
所述全介质谐振器为6个，分别为第一全介质谐振器、第二全介质谐振器、第三全介质谐振器、第四全介质谐振器、第五全介质谐振器和第六全介质谐振器，且6个全介质谐振器的结构、尺寸和材料完全相同；第一全介质谐振器、第二全介质谐振器、第五全介质谐振器和第六全介质谐振器位于同一直线上通过耦合窗依次相连，第三全介质谐振器与第二全介质谐振器通过耦合窗相连，第四全介质谐振器与第五全介质谐振器通过耦合窗相连，且第三全介质谐振器与第四全介质谐振器也通过耦合窗相连；
每个全介质谐振器中心都设置有调谐孔，在第一全介质谐振器和第六全介质谐振器上临近调谐孔处都固定有SMA接口，所述SMA接口连接有输入输出耦合装置。
进一步的，所述应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器表面具有镀层。
进一步的，所述镀层为银镀层，或者是铜和银的混合镀层。
进一步的，所述输入输出耦合装置为耦合探针。
进一步的，所述调谐孔内部具有银镀层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明具有结构简单、体积小的优点；该滤波器基本组成单元是全介质谐振器和耦合窗，调谐装置仅为调谐孔，结构简单，便于量产。
2)本发明具有重量轻的优点；用介质体表面镀层取代原有的金属腔，使得滤波器的重量减轻了许多。
3)本发明滤波器品质因数高，温度稳定性好。
附图说明
图1为本发明应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器的结构示意透视图。
图2为本发明应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器的俯视图。
图3为本发明应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器的正视图。
图4为本发明应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器仿真回波损耗S11参数图。
图5为本发明应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器仿真传输系数S21参数图。
图6为本发明应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器耦合矩阵。
图中：1-SMA接口；2-耦合窗；3-调谐孔；4-全介质谐振器；5-输入输出耦合装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，本发明滤波器包括全介质谐振器4、调谐孔3、耦合窗2、SMA接口1和输入输出耦合装置5，其中：6个全介质谐振器4大小尺寸、构成材料相同，并通过耦合窗2连在一起，具体来说：6个全介质谐振器4分别为第一全介质谐振器、第二全介质谐振器、第三全介质谐振器、第四全介质谐振器、第五全介质谐振器和第六全介质谐振器；第一全介质谐振器、第二全介质谐振器、第五全介质谐振器和第六全介质谐振器位于同一直线上通过耦合窗依次相连，第三全介质谐振器与第二全介质谐振器通过耦合窗相连，第四全介质谐振器与第五全介质谐振器通过耦合窗相连，且第三全介质谐振器与第四全介质谐振器也通过耦合窗相连；各个全介质谐振器中间均有一个调谐孔3，用来调节全介质谐振器4的谐振频率；在第一和第六全介质谐振器4上设有输入接头和输出接头，SMA接口1焊接在全介质谐振器4表面，此滤波器通过探针馈电，探针伸入第一和第六全介质谐振器内部。此滤波器全表面镀银(不包括输入接头和输出接头的内部部分)。
全介质谐振器4表面设置有镀层，镀层可为银镀层，或者是铜和银的混合镀层。所述调谐孔3内部也镀银，调谐孔3的半径固定，深度可变，用来微调耦合量的大小。输入输出耦合装置5可为耦合探针，通过调节探针伸入全介质谐振器的长度可以控制输入输出耦合量的大小。
所述耦合窗2的宽度可调，用于调节全介质谐振器4之间的耦合量，耦合窗2宽度越宽，耦合越大。
如图3所示，本发明中输入输出设备可采用两根探针，探针和SMA接口1的内导体连接在一起，SMA接口1的外导体焊接在全介质谐振器4表面的镀层上。其中，组成全介质谐振器4的介质材料的相对介电常数为20.5。本发明中通过控制调谐孔3的深度来调节谐振频率，调谐孔3的深度一旦设定之后，便在其表面喷上镀层。
下面给出一个具体设计实例，本设计实例采用介电常数为20.5的介质材料，输入输出探针采用介电常数为1.0的金属材料，介质块表面镀银。仿真S参数如图4所示，该滤波器有6个反射极点，带宽60MHz(2.580-2.643GHz)，带内插耗<0.14dB，反射系数S11<-16.5dB。带外抑制的性能参数为S21≦-66dB@2483.5～2500MHz，2700～3400MHz；S21≦-83dB@2000～2483.5MHz；S21≦-99dB@3400～3800MHz。整个滤波器的尺寸为长76mm，宽36.6mm，高10mm(不算外接SMA接口的高度)，结构简单。

Claims (5)

1.一种应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器，其特征在于，包括全介质谐振器(4)、耦合窗(2)、调谐孔(3)、SMA接口(1)和输入输出耦合装置(5)；
所述全介质谐振器(4)为6个，分别为第一全介质谐振器、第二全介质谐振器、第三全介质谐振器、第四全介质谐振器、第五全介质谐振器和第六全介质谐振器，且6个全介质谐振器(4)的结构、尺寸和材料完全相同；第一全介质谐振器、第二全介质谐振器、第五全介质谐振器和第六全介质谐振器位于同一直线上通过耦合窗(2)依次相连，第三全介质谐振器与第二全介质谐振器通过耦合窗(2)相连，第四全介质谐振器与第五全介质谐振器通过耦合窗(2)相连，且第三全介质谐振器与第四全介质谐振器也通过耦合窗(2)相连；
每个全介质谐振器(4)中心都设置有调谐孔(3)，在第一全介质谐振器和第六全介质谐振器上都固定有SMA接口(1)，所述SMA接口(1)连接有输入输出耦合装置(5)。
2.如权利要求1所述的一种应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器，其特征在于，所述应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器表面具有镀层。
3.如权利要求2所述的一种应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器，其特征在于，所述镀层为银镀层，或者是铜和银的混合镀层。
4.如权利要求1所述的一种应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器，其特征在于，所述输入输出耦合装置(5)为耦合探针。
5.如权利要求1至4任一项所述的一种应用于4G基站通信的六腔陶瓷滤波器，其特征在于，所述调谐孔(3)内部具有银镀层。
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