CN110400996A - 一种陶瓷介质填充波导滤波器 - Google Patents
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Abstract
一种陶瓷介质填充波导滤波器，该波导滤波器采用谐振腔错位的拓扑结构，包括陶瓷介质块、谐振腔组、沟槽、输入端口、输出端口，陶瓷介质块上设置谐振腔组，谐振腔组包括上下两层平行设置且错位排布的多个谐振腔，上层的单个所述谐振腔位于下层相邻两个谐振腔之间的中轴线上，同层两两相邻的谐振腔之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽，不同层的同侧端部的两个谐振腔之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽，不同层的位于同一对角线上的两个交错的谐振腔之间通过位于另一对角线上的两个交错的沟槽来联合调节交叉耦合量；本发明中，错位排布的谐振腔实现多个交叉耦合结构；沟槽实现多种腔与腔之间耦合效果，实现左右传输零点不对称的滤波器。
Description
技术领域
本发明属于滤波器技术领域，涉及介质填充波导滤波器，特别涉及一种陶瓷介质填充波导滤波器。
背景技术
目前，5G时代，受限于Massive MIMO（大规模天线技术）对大规模天线集成化的要求，滤波器需更加小型化和集成化，在限定腔体尺寸的情况下，由于自身材料的损耗，金属同轴腔体滤波器和金属腔介质滤波器无法取得很高的Q值，导致各项性能指标都受到了限制。
为了满足5G基站滤波器对小型化的要求，更易小型化的陶瓷介质滤波器就成为主流解决方案。陶瓷介质滤波器中的电磁波谐振发生在介质材料内部，传统的金属腔体被金属镀层替代，因此体积会更小，重量更轻，此外，陶瓷介质滤波器具有Q值高、选频特性好、工作频率稳定性好、插入损耗小、高低温漂特性小等优点。
介质填充波导滤波器其电磁原理与传统金属腔波导滤波器相同，区别在于，介质填充波导滤波器一般采用功能陶瓷介质，传统金属腔波导滤波器采用空气，功能陶瓷介质与空气的介电常数不同。介质填充波导滤波器作为一种新类型波导滤波器，其关键设计技术在于拓扑结构与传输零点的实现。
然而，现有的介质填充波导滤波器，其结构中，其一，具备多个平行对称的谐振腔；
其二，谐振腔为“T”型沟槽或“十”字型沟槽或“一”字型沟槽；
其三，通过“T”型沟槽或“十”字型沟槽或“一”字型沟槽来调整相邻两个腔之间的耦合量大小；
其四，另外，通过调整各个谐振腔处的孔的大小和深度来调整频率；
其五，通过一侧的"T"型沟槽实现一侧几个腔之间的耦合实现两个传输零点， 通过另一侧"T"型沟槽实现另一侧几个腔之间的耦合实现两个传输零点。
但是，现有陶瓷介质填充波导方案缺点：
其一，上述结构实现的左右传输零点是对称的，只能适应于带外近端抑制要求较低，且带外抑制较为对称的滤波器；
其二，由于结构限制，现有方案无法实现交叉谐振腔之间的交叉耦合，导致无法实现耦合更强的传输零点；
其三，对于近端抑制较高，零点要求较多，左右传输零点不对称的滤波器性能，例如零点左高右低、左低右高的情况等，现有结构无法满足要求。
发明内容
有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种陶瓷介质填充波导滤波器，采用谐振腔错位的拓扑结构，错位排布的谐振腔易于实现多个交叉耦合结构；通过分散排布的一字型沟槽或Z型沟槽，沟槽灵活分布，实现多种腔与腔之间的耦合效果，从而实现左右传输零点不对称的滤波器；整体结构简单新颖，准确高效，保证了各项性能指标，满足更高的使用要求，更符合现代化需要，实用性更强。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种陶瓷介质填充波导滤波器，该波导滤波器采用谐振腔错位的拓扑结构，该波导滤波器包括陶瓷介质块、谐振腔组、沟槽、输入端口、输出端口，陶瓷介质块上设置所述谐振腔组，所述谐振腔组包括上下两层平行设置且错位排布的多个谐振腔，上层的单个所述谐振腔位于下层相邻两个谐振腔之间的中轴线上，同层两两相邻的谐振腔之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽，不同层的同侧端部的两个谐振腔之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽，不同层的位于同一对角线上的两个交错的谐振腔之间通过位于另一对角线上的两个交错的沟槽来联合调节交叉耦合量，所述陶瓷介质块的表面覆盖设有一层金属银，陶瓷介质块一侧的表面上平行设置输入端口、输出端口。
进一步的，所述陶瓷介质块的表面覆盖方式为表面被银或表面电镀银处理。
进一步的，所述输入端口、输出端口均为圆柱形盲孔。
进一步的，所述沟槽为分散排布的一字型沟槽或Z型沟槽。
进一步的，所述谐振腔组包括至少3组谐振腔。
进一步的，所述谐振腔的形式为盲孔或非盲孔。
进一步的，所述谐振腔、沟槽的个数均为9个。
进一步的，所述谐振腔分别为第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔、第六谐振腔、第七谐振腔、第八谐振腔、第九谐振腔，所述沟槽分别为第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽、第四沟槽、第五沟槽、第六沟槽、第七沟槽、第八沟槽、第九沟槽。
本发明的有益效果是：
本发明的一种陶瓷介质填充波导滤波器，结构简单新颖，准确高效，保证了各项性能指标，满足更高的使用要求，更符合现代化需要，实用性更强。具体具有以下优点：
其一，采用谐振腔错位的拓扑结构，错位排布的谐振腔易于实现多个交叉耦合结构；
其二，本发明的耦合结构通过分散排布的一字型沟槽或Z型沟槽，沟槽灵活分布，实现多种腔与腔之间的耦合效果，从而实现左右传输零点不对称的滤波器；
其三，既能实现相邻腔耦合结构，又能实现非相邻腔交叉耦合结构，即实现交叉谐振腔之间的交叉耦合，避免了无法实现耦合更强的传输零点的问题，整体稳定可靠。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的顶部结构示意图；
图2为本发明的底部结构示意图；
图3为谐振腔错位排布的拓扑结构示意图；
图中标记：1、陶瓷介质块，2、谐振腔，201、第一谐振腔，202、第二谐振腔，203、第三谐振腔，204、第四谐振腔，205、第五谐振腔，206、第六谐振腔，207、第七谐振腔，208、第八谐振腔，209、第九谐振腔，3、沟槽，301、第一沟槽，302、第二沟槽，303、第三沟槽，304、第四沟槽，305、第五沟槽，306、第六沟槽，307、第七沟槽，308、第八沟槽，309、第九沟槽，4、输入端口，5、输出端口。
具体实施方式
下面给出具体实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本发明技术方案为前提的最佳实施例，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种陶瓷介质填充波导滤波器，该波导滤波器采用谐振腔错位的拓扑结构，错位排布的谐振腔2易于实现多个交叉耦合结构；该波导滤波器包括陶瓷介质块1、谐振腔组、沟槽3、输入端口4、输出端口5，陶瓷介质块1上设置所述谐振腔组，所述谐振腔组包括上下两层平行设置且错位排布的多个谐振腔2，上层的单个所述谐振腔2位于下层相邻两个谐振腔2之间的中轴线上，同层两两相邻的谐振腔2之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽3，不同层的同侧端部的两个谐振腔2之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽3，不同层的位于同一对角线上的两个交错的谐振腔2之间通过位于另一对角线上的两个交错的沟槽3来联合调节交叉耦合量，本发明的技术方案既能实现相邻腔耦合结构，又能实现非相邻腔交叉耦合结构，即实现交叉谐振腔之间的交叉耦合，避免了无法实现耦合更强的传输零点的问题，整体稳定可靠；进一步的，沟槽3灵活分布，实现多种腔与腔之间的耦合效果，从而实现左右传输零点不对称的滤波器；所述陶瓷介质块1的表面覆盖设有一层金属银，陶瓷介质块1一侧的表面上平行设置输入端口4、输出端口5。
进一步的，所述陶瓷介质块1的表面覆盖方式为表面被银或表面电镀银处理。
进一步的，所述输入端口4、输出端口5均为圆柱形盲孔。
进一步的，所述沟槽3为分散排布的一字型沟槽或Z型沟槽。沟槽灵活分布，实现多种腔与腔之间的耦合效果，从而实现左右传输零点不对称的滤波器。
进一步的，所述谐振腔组包括至少3组谐振腔2。
进一步的，所述谐振腔2的形式为盲孔或非盲孔。
进一步的，本实施例中，所述谐振腔2、沟槽3的个数均为9个。
为便于描述，本实施例中，进一步的，所述谐振腔2分别为第一谐振腔201、第二谐振腔202、第三谐振腔203、第四谐振腔204、第五谐振腔205、第六谐振腔206、第七谐振腔207、第八谐振腔208、第九谐振腔209，所述沟槽3分别为第一沟槽301、第二沟槽302第三沟槽303、第四沟槽304、第五沟槽305、第六沟槽306、第七沟槽307、第八沟槽308、第九沟槽309。
本实施例中，9个谐振腔2分上、下平行两层交错排布，9个沟槽3分散排布在谐振腔2之间。上层的单个所述谐振腔2位于下层相邻两个谐振腔2之间的中轴线上，同层两两相邻的谐振腔2之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽3，不同层的同侧端部的两个谐振腔2之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽3，不同层的位于一对角线的两个交错的谐振腔2之间通过另一对角线的两个交错的沟槽3来调节交叉耦合量；
为便于描述，本实施例中，进一步的，设置9个谐振腔2错位排布的拓扑结构：上层设置4个谐振腔2，依次为：第三谐振腔203、第四谐振腔204、第五谐振腔205、第六谐振腔206；下层设置5个谐振腔2，依次为：第二谐振腔202、第一谐振腔201、第九谐振腔209、第八谐振腔208、第七谐振腔207；第三谐振腔203位于第二谐振腔202与第一谐振腔201之间的中轴线上方，第四谐振腔204位于第一谐振腔201与第九谐振腔209之间的中轴线上方，第五谐振腔205位于第九谐振腔209与第八谐振腔208之间的中轴线上方，第六谐振腔206位于第八谐振腔208与第七谐振腔207之间的中轴线上方；因此，实现了该技术方案中，所述谐振腔组包括上下两层平行设置且错位排布的多个谐振腔2，上层的单个所述谐振腔2位于下层相邻两个谐振腔2之间的中轴线上；
为便于描述，本实施例中，进一步的，设置耦合结构：
相邻腔耦合结构关系：第一沟槽301调节第二谐振腔202与第三谐振腔203之间的邻腔耦合量，第二沟槽302调节第一谐振腔201与第二谐振腔202之间的邻腔耦合量，第三沟槽303调节第八谐振腔208与第九谐振腔209之间的邻腔耦合量，第四沟槽304调节第七谐振腔207与第四谐振腔208之间的邻腔耦合量，第五沟槽305调节第六谐振腔206与第七谐振腔207之间的邻腔耦合量，第六沟槽306调节第五谐振腔205与第六谐振腔206之间的邻腔耦合量，第七沟槽307调节第四谐振腔204与第五谐振腔205之间的邻腔耦合量，第八沟槽308调节第三谐振腔203与第四谐振腔204之间的邻腔耦合量；
非相邻腔交叉耦合结构关系：第八沟槽308、第二沟槽302联合调节第一谐振腔201与第三谐振腔203之间的交叉耦合量，第八沟槽308、第九沟槽309联合调节第一谐振腔201与第四谐振腔204之间的交叉耦合量，第七沟槽307、第九沟槽309联合调节第四谐振腔204与第九谐振腔209之间的交叉耦合量，第七沟槽307、第三沟槽303联合调节第五谐振腔205与第九谐振腔209之间的交叉耦合量，第三沟槽303、第六沟槽306联合调节第五谐振腔205与第八谐振腔208之间的交叉耦合量，第四沟槽304、第六沟槽306联合调节第六谐振腔206与第八谐振腔208之间的交叉耦合量；
因此，实现了该技术方案中，同层两两相邻的谐振腔2之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽3，不同层的同侧端部的两个谐振腔2之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽3，不同层的位于同一对角线上的两个交错的谐振腔2之间通过位于另一对角线上的两个交错的沟槽3来联合调节交叉耦合量。
综上所述，本发明的一种陶瓷介质填充波导滤波器，采用谐振腔错位的拓扑结构，错位排布的谐振腔易于实现多个交叉耦合结构；通过分散排布的一字型沟槽或Z型沟槽，沟槽灵活分布，实现多种腔与腔之间的耦合效果，从而实现左右传输零点不对称的滤波器；整体结构简单新颖，准确高效，保证了各项性能指标，满足更高的使用要求，更符合现代化需要，实用性更强。
以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种陶瓷介质填充波导滤波器，其特征在于：该波导滤波器采用谐振腔错位的拓扑结构，该波导滤波器包括陶瓷介质块（1）、谐振腔组、沟槽（3）、输入端口（4）、输出端口（5），陶瓷介质块（1）上设置所述谐振腔组，所述谐振腔组包括上下两层平行设置且错位排布的多个谐振腔（2），上层的单个所述谐振腔（2）位于下层相邻两个谐振腔（2）之间的中轴线上，同层两两相邻的谐振腔（2）之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽（3），不同层的同侧端部的两个谐振腔（2）之间设置用于调节邻腔耦合量的沟槽（3），不同层的位于同一对角线上的两个交错的谐振腔（2）之间通过位于另一对角线上的两个交错的沟槽（3）来联合调节交叉耦合量，所述陶瓷介质块（1）的表面覆盖设有一层金属银，陶瓷介质块（1）一侧的表面上平行设置输入端口（4）、输出端口（5）。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷介质填充波导滤波器，其特征在于：所述陶瓷介质块（1）的表面覆盖方式为表面被银或表面电镀银处理。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷介质填充波导滤波器，其特征在于：所述输入端口（4）、输出端口（5）均为圆柱形盲孔。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷介质填充波导滤波器，其特征在于：所述沟槽（3）为分散排布的一字型沟槽或Z型沟槽。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷介质填充波导滤波器，其特征在于：所述谐振腔组包括至少3组谐振腔（2）。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷介质填充波导滤波器，其特征在于：所述谐振腔（2）的形式为盲孔或非盲孔。
7.根据权利要求1所述的一种陶瓷介质填充波导滤波器，其特征在于：所述谐振腔（2）、沟槽（3）的个数均为9个。
8.根据权利要求7所述的一种陶瓷介质填充波导滤波器，其特征在于：所述谐振腔（2）分别为第一谐振腔（201）、第二谐振腔（202）、第三谐振腔（203）、第四谐振腔（204）、第五谐振腔（205）、第六谐振腔（206）、第七谐振腔（207）、第八谐振腔（208）、第九谐振腔（209），所述沟槽（3）分别为第一沟槽（301）、第二沟槽（302）第三沟槽（303）、第四沟槽（304）、第五沟槽（305）、第六沟槽（306）、第七沟槽（307）、第八沟槽（308）、第九沟槽（309）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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