CN110112520B - 一种介质波导滤波器及其端口耦合结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种介质波导滤波器及其端口耦合结构，包括耦合内芯和耦合端口，耦合内芯位于贯穿至介质谐振腔内部的通孔中，耦合端口位于介质谐振腔的外部；耦合内芯包括在贯穿方向上依次排列的第一部分和第二部分，第一部分为导体，第二部分为非导体，通过调节第一部分和第二部分的大小比例，来调节耦合结构的耦合强度；耦合端口包括内导体、包围内导体的介质层和包围介质层的外导体，内导体与第一部分电连接，不仅调节方式灵活方便快捷，而且可以双向调节；并且，耦合端口既可以配合连接器使用，也可以配合PCB板使用，使用场所多样；此外，本发明提供的端口耦合结构的工艺简单，对设备精度要求低，大大降低生产投入成本和生产周期。

Description

一种介质波导滤波器及其端口耦合结构

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，更具体地说，涉及一种介质波导滤波器及其端口耦合结构。

背景技术

随着通信系统的发展，对滤波器的要求不断提高。受限于腔体尺寸及重量要求，滤波器小型化、轻量化逐渐成为一种趋势。利用介质材料的高介电常数及材料的高Q值，介质波导滤波器可以大幅减小产品尺寸和重量，还具有温漂小等优点。

目前，介质波导滤波器的端口耦合主要有以下几种实现形式：

第一种是图案耦合结构，在端口腔加入内外图案为导体，中间图案为空气介质配合PCB板使用，此种方式可以实现所需要的耦合，但是，这种方法调试优化不方便，需要修改图案形状来调节耦合强度。而一般通过修改设计形状来优化调试方案，对于设计要求较高，设计与优化周期长。

第二种是盲孔耦合结构，在端口腔加入盲孔同时外部图案不短路。此种耦合方式不仅可以与连接器联合使用，还可以与PCB板联合使用，但是，这种方法调试有一定的单向性，孔深调试过量以后不能再减弱耦合。

也就是说，现有的端口耦合结构都不能实现耦合强度的灵活调节。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种介质波导滤波器及其端口耦合结构，以实现耦合强度的灵活调节。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种介质波导滤波器的端口耦合结构，包括耦合内芯和耦合端口，所述耦合内芯位于贯穿至介质谐振腔内部的通孔中，所述耦合端口位于所述介质谐振腔的外部；

所述耦合内芯包括在贯穿方向上依次排列的第一部分和第二部分，所述第一部分为导体，所述第二部分为非导体，通过调节所述第一部分和所述第二部分的大小比例，来调节所述耦合结构的耦合强度；

所述耦合端口包括内导体、包围所述内导体的介质层和包围所述介质层的外导体，所述内导体与所述第一部分电连接。

可选地，所述第一部分为金属结构，所述第二部分为非金属结构。

可选地，所述第一部分的直径与所述第二部分的直径不相等。

可选地，所述第一部分在所述贯穿方向上的长度与所述第二部分在所述贯穿方向上的长度之和等于所述介质谐振腔在所述贯穿方向上的长度。

可选地，通过调节所述第一部分和所述第二部分的大小比例，来调节所述耦合结构的耦合强度包括：

通过调节所述第一部分和所述第二部分在所述贯穿方向上的长度比例，来调节所述耦合结构的耦合强度。

可选地，通过调节所述第一部分和所述第二部分的大小比例，来调节所述耦合结构的耦合强度还包括：

通过调节所述第一部分的直径，来调节所述耦合结构的耦合强度。

一种介质波导滤波器，包括多个耦合连接的介质谐振腔、输入端口耦合结构和输出端口耦合结构；

所述输入端口耦合结构和输出端口耦合结构为如上任一项所述的端口耦合结构，所述输入端口耦合结构与第一个介质谐振腔对应设置，所述输出端口耦合结构与最后一个介质谐振腔对应设置。

可选地，包括耦合连接的第一介质谐振腔、第二介质谐振腔、第三介质谐振腔和第四介质谐振腔；所述输入端口耦合结构与所述第一介质谐振腔对应设置，所述输出端口耦合结构与所述第四介质谐振腔对应设置。

可选地，所述第一介质谐振腔与所述第二介质谐振腔之间通过耦合图案或通孔耦合连接，所述第二介质谐振腔与所述第三介质谐振腔之间通过耦合图案或通孔耦合连接，所述第三介质谐振腔和所述第四介质谐振腔之间通过耦合图案或通孔耦合连接。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的介质波导滤波器及其端口耦合结构，可以通过调节第一部分和第二部分的大小比例，来调节耦合结构的耦合强度，也就是说，既可以通过增大第一部分的比例增大耦合结构的耦合强度，又可以通过减小第一部分的比例减小耦合结构的耦合强度，不仅调节方式灵活方便快捷，而且可以双向调节；并且，耦合端口既可以配合连接器使用，也可以配合PCB板使用，使用场所多样；此外，本发明提供的端口耦合结构的工艺简单，对设备精度要求低，大大降低生产投入成本和生产周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种端口耦合结构的侧面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种端口耦合结构的斜视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种介质波导滤波器的侧面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种介质波导滤波器的斜视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的介质波导滤波器的波形图。

具体实施方式

以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种介质波导滤波器的端口耦合结构，如图1和图2所示，包括耦合内芯11和耦合端口12，耦合内芯11位于贯穿至介质谐振腔10内部的通孔中，耦合端口12位于介质谐振腔10的外部。

其中，耦合内芯11包括在贯穿方向Y上即在通孔内依次排列的第一部分111和第二部分112，第一部分111为导体，第二部分112为非导体，可以通过调节第一部分111和第二部分112的大小比例，来调节该端口耦合结构的耦合强度。

耦合端口12包括内导体121、包围内导体121的介质层122和包围介质层122的外导体123，内导体121与第一部分111电连接。可选地，介质层122可以是空气介质层，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，介质层122还可以是其他介质层。

可选地，第一部分111为金属结构，第二部分112为非金属结构。进一步可选地，第一部分111为被银层，第二部分112与介质谐振腔10的材料相同，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，第一部分111和第二部分112还可以是其他材料。

可选地，第一部分111的金属化面积可以直接通过控制被银层面积实现，具体地，可以先将第一部分111和第二部分112全部被银，再用CNC(Compute Numerical Control，数控设备)或其他设备打开第二部分112区域的银层，此时第二部分112为非金属化结构。

本发明实施例中，既可以通过增大第一部分111的比例，增大耦合结构的耦合强度，又可以通过减小第一部111的比例，减小耦合结构的耦合强度，不仅调节方式灵活方便快捷，而且可以双向调节。并且，耦合端口12既可以配合连接器使用，也可以配合PCB板使用，使用场所多样；此外，本发明提供的端口耦合结构的工艺简单，对设备精度要求低，大大降低了生产投入成本和生产周期。

可选地，第一部分111在贯穿方向Y上的长度与第二部分112在贯穿方向Y上的长度之和等于介质谐振腔10在贯穿方向Y上的长度。当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，第一部分111在贯穿方向Y上的长度与第二部分112在贯穿方向Y上的长度之和也可以小于介质谐振腔10在贯穿方向Y上的长度。

基于此，本发明实施例中，可以通过调节第一部分111和第二部分112的大小比例，来调节耦合结构的耦合强度包括：

通过调节第一部分111和第二部分112在贯穿方向Y上的长度比例，来调节耦合结构的耦合强度。

进一步地，本发明实施例中，通过调节第一部分111和第二部分112的大小比例，来调节耦合结构的耦合强度还包括：

通过调节第一部分111的直径，来调节耦合结构的耦合强度。

也就是说，可以通过增大第一部分111的直径，增大耦合结构的耦合强度，可以通过减小第一部分111的直径，减小耦合结构的耦合强度，也可以通过增大第一部分111在贯穿方向Y上的长度、减小第二部分112在贯穿方向Y上的长度，增大耦合结构的耦合强度，通过减小第一部分111在贯穿方向Y上的长度、增大第二部分112在贯穿方向Y上的长度，减小耦合结构的耦合强度。

可选地，第一部分111的直径与第二部分112的直径不相等。也就是说，本发明实施例中，第一部分111和第二部分112的直径可以相等，也可以不相等。

需要说明的是，在实际操作过程中，非金属化部分即第二部分112的直径会比金属化部分即第一部分111的直径大，可选地，至少大0.1mm。

本发明实施例提供的介质波导滤波器的端口耦合结构，与图案耦合结构相比，调试更灵活，如可以直接在通孔上修改非金属化部分大小对耦合强度进行调整，有效的缩短了研发周期；并且，耦合端口既可以配合连接器使用，也可以配合PCB板使用。使用场所多样。

本发明实施例提供的介质波导滤波器的端口耦合结构，与盲孔耦合结构相比，调试更灵活，并且，盲孔打孔太深以后导致介质谐振腔的陶瓷结构改变，耦合强度很难调弱，一般是单向调试，而本发明中的耦合结构主要调节第一部分和第二部分大小，不会导致介质谐振腔的陶瓷结构有大的改变，既可增大金属化即第一部分面积，又可减小金属化即第一部分面积，做到灵活双向调试。其次，由于是通孔结构，被银问题少，烧结变形度也较小，拥有比盲孔耦合更好的被银工艺稳定性以及烧结工艺稳定性，同时通孔不需要精确测量孔深，只需要与产品厚度一致即可，研磨阶段可以减少磨削量。整体来看，生产效率以及良品率都得到有效提升。

本发明实施例还提供一种介质波导滤波器，如图3和图4所示，包括多个耦合连接的介质谐振腔、输入端口耦合结构21和输出端口耦合结构22。其中，所述输入端口耦合结构21和输出端口耦合结构22为如上任一实施例提供的端口耦合结构，所述输入端口耦合结构21与第一个介质谐振腔对应设置，所述输出端口耦合结构22与最后一个介质谐振腔对应设置。

可选地，如图3所示，该介质波导滤波器包括依次耦合连接的第一介质谐振腔31、第二介质谐振腔32、第三介质谐振腔33和第四介质谐振腔34，输入端口耦合结构21与第一介质谐振腔31对应设置，所述输出端口耦合结构22与第四介质谐振腔34对应设置。

并且，输入端口耦合结构21和输出端口耦合结构22均包括耦合内芯和耦合端口，耦合内芯包括第一部分和第二部分，通过调节第一部分和第二部分的大小比例，可以调节该端口耦合结构的耦合强度。

其中，第一介质谐振腔31与第二介质谐振腔32之间可以通过耦合图案或通孔耦合连接，第二介质谐振腔32与第三介质谐振腔33之间可以通过耦合图案或通孔耦合连接，第三介质谐振腔33和第四介质谐振腔34之间可以通过耦合图案或通孔耦合连接。

本发明实施例中仅以第一介质谐振腔31与第二介质谐振腔32之间通过耦合图案耦合41连接，第二介质谐振腔32与第三介质谐振腔33之间通过通孔耦合42连接，第三介质谐振腔33和第四介质谐振腔34之间通过耦合图案43耦合连接为例进行说明。在调节各参数后，可以将介质波导滤波器的波形调整到较理想状态，如图5所示。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种介质波导滤波器，其特征在于，包括多个耦合连接的介质谐振腔、输入端口耦合结构和输出端口耦合结构；

所述输入端口耦合结构与第一个介质谐振腔对应设置，所述输出端口耦合结构与最后一个介质谐振腔对应设置；

所述输入端口耦合结构和输出端口耦合结构包括耦合内芯和耦合端口，所述耦合内芯位于贯穿至介质谐振腔内部的通孔中，所述耦合端口位于所述介质谐振腔的外部；

所述耦合内芯包括在贯穿方向上依次排列的第一部分和第二部分，所述第一部分为导体，所述第二部分为非导体，通过调节所述第一部分和所述第二部分的大小比例，来调节所述耦合结构的耦合强度；

所述耦合端口包括内导体、包围所述内导体的介质层和包围所述介质层的外导体，所述内导体与所述第一部分电连接。

2.根据权利要求1所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述第一部分为金属结构，所述第二部分为非金属结构。

3.根据权利要求1所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述第一部分的直径与所述第二部分的直径不相等。

4.根据权利要求1所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述第一部分在所述贯穿方向上的长度与所述第二部分在所述贯穿方向上的长度之和等于所述介质谐振腔在所述贯穿方向上的长度。

5.根据权利要求1或4所述的介质波导滤波器，其特征在于，通过调节所述第一部分和所述第二部分的大小比例，来调节所述耦合结构的耦合强度包括：

通过调节所述第一部分和所述第二部分在所述贯穿方向上的长度比例，来调节所述耦合结构的耦合强度。

6.根据权利要求5所述的介质波导滤波器，其特征在于，通过调节所述第一部分和所述第二部分的大小比例，来调节所述耦合结构的耦合强度还包括：

通过调节所述第一部分的直径，来调节所述耦合结构的耦合强度。

7.根据权利要求1所述的介质波导滤波器，其特征在于，包括耦合连接的第一介质谐振腔、第二介质谐振腔、第三介质谐振腔和第四介质谐振腔；所述输入端口耦合结构与所述第一介质谐振腔对应设置，所述输出端口耦合结构与所述第四介质谐振腔对应设置。

8.根据权利要求7所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述第一介质谐振腔与所述第二介质谐振腔之间通过耦合图案或通孔耦合连接，所述第二介质谐振腔与所述第三介质谐振腔之间通过耦合图案或通孔耦合连接，所述第三介质谐振腔和所述第四介质谐振腔之间通过耦合图案或通孔耦合连接。

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