CN110808441B - 一种双模滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双模滤波器，包括第一金属腔和第二金属腔，还包括位于所述第一金属腔和第二金属腔之间的多个介质双模谐振器，所述多个介质双模谐振器沿所述第一金属腔至第二金属腔的方向依次排列，与所述第一金属腔相邻的介质双模谐振器与第一金属腔连接且两者之间通过第一耦合结构进行能量的耦合，与所述第二金属腔相邻的介质双模谐振器与第二金属腔连接且两者之间通过第二耦合结构进行能量的耦合，相邻的两个介质双模谐振器之间通过第三耦合结构连接并通过第三耦合结构进行能量的耦合，每个介质双模谐振器形成两个谐振腔，两个谐振腔之间通过耦合孔进行能量的耦合。本发明具有体积小、低损耗、带外抑制效果好、成本低等特点。

Description

一种双模滤波器
【技术领域】
本发明涉及一种滤波器，尤其是涉及一种双模滤波器。
【背景技术】
随着通信行业的发展，对通信设备中使用的滤波器的技术指标要求越来越高：更小的尺寸，更小的损耗，更好的带外抑制特性，更低的成本。在这种情况下，传统的金属滤波器方案已不能满足市场需求。
因此，亟需提供一种改进的滤波器。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种双模滤波器，具有体积小、低损耗、带外抑制效果好、成本低等特点。
本发明提供的一种双模滤波器，包括第一金属腔和第二金属腔，其特征在于：还包括位于所述第一金属腔和第二金属腔之间的多个介质双模谐振器，所述多个介质双模谐振器沿所述第一金属腔至第二金属腔的方向依次排列，其中，与所述第一金属腔相邻的介质双模谐振器与第一金属腔连接且两者之间通过第一耦合结构进行能量的耦合，与所述第二金属腔相邻的介质双模谐振器与第二金属腔连接且两者之间通过第二耦合结构进行能量的耦合，相邻的两个介质双模谐振器之间通过第三耦合结构连接并通过第三耦合结构进行能量的耦合，每个介质双模谐振器形成两个谐振腔，所述两个谐振腔产生两种谐振频率，两个谐振腔之间通过耦合孔进行能量的耦合。
进一步地，每个所述介质双模谐振器的两端分别设有盲槽，所述耦合孔位于对应的介质双模谐振器两端的两个盲槽之间并分别与两个盲槽连通。
进一步地，所述耦合孔的截面形状为圆形、椭圆形、方形或长条形。
进一步地，每个所述介质双模谐振器的外表面设有金属层。
进一步地，每个所述介质双模谐振器的外表面套设有金属管。
进一步地，所述第一耦合结构为第一耦合窗口，所述第一耦合窗口开设在所述第一金属腔的靠近多个介质双模谐振器的一端。
进一步地，所述第二耦合结构为第二耦合窗口，所述第二耦合窗口开设在所述第二金属腔的靠近多个介质双模谐振器的一端。
进一步地，所述第三耦合结构为虹膜，所述虹膜设有至少一个通孔或耦合槽；相邻的两个介质双模谐振器之间通过所述至少一个通孔或耦合槽进行能量的耦合。
进一步地，所述虹膜为一金属片。
进一步地，所述介质双模谐振器的形状为长方体形、正方体形或圆柱体形。
本发明通过设置介质双模谐振器及每个介质双模谐振器形成两个谐振腔，从而每个介质双模谐振器能够发生两个谐振，相对传统的金属滤波器，能够产生更低的损耗，同时具有体积小、带外抑制效果好、成本低等特点，极大的满足了小型化需求及市场需求。
【附图说明】
图1为本发明一实施例提供的一种双模滤波器的结构示意图；
图2是图1所示双模滤波器的俯视示意图；
图3是图1所示双模滤波器的介质双模谐振器的结构示意图；
图4是图1所示双模滤波器的第三耦合结构的结构示意图；
图5是图1所示双模滤波器的仿真波形曲线图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1至图4，本发明提供的一种双模滤波器，包括第一金属腔10、第二金属腔20及位于第一金属腔10和第二金属腔20之间的多个介质双模谐振器30。第一金属腔10用于输入射频信号，第二金属腔20用于输出射频信号。多个介质双模谐振器30沿第一金属腔10至第二金属腔20的方向依次排列。其中，与第一金属腔10相邻的介质双模谐振器30与第一金属腔10连接且两者之间通过第一耦合结构40进行能量的耦合，与第二金属腔20相邻的介质双模谐振器30与第二金属腔20连接且两者之间通过第二耦合结构50进行能量的耦合。相邻的两个介质双模谐振器30之间通过第三耦合结构60连接并通过第三耦合结构60进行能量的耦合。介质双模谐振器30优选为陶瓷介质双模谐振器。每个介质双模谐振器30形成两个谐振腔，两个谐振腔产生两种谐振频率，两个谐振腔之间通过耦合孔31进行能量的耦合。
本发明通过设置介质双模谐振器30及每个介质双模谐振器30形成两个谐振腔，从而每个介质双模谐振器30能够发生两个谐振，相对传统的金属滤波器，能够产生更低的损耗，且体积小，能够满足小型化需求，同时还具有带外抑制效果好、成本低等特点，极大的满足了市场需求。
本发明的双模滤波器的仿真波形曲线如图5所示，图5中，横坐标表示频率范围，单位GHz，纵坐标表示衰减幅度，单位dB。从图5中可以看出，该双模滤波器可以实现良好的插入损耗(Q值比传统金属滤波器高)以及良好的带外抑制特性。
本实施例中，第一金属腔10和第二金属腔20的大小不同。可以理解地，第一金属腔10和第二金属腔20的大小也可以是相同的。多个介质双模谐振器30的大小可以是相同的，也可以是不相同的。
本实施例的介质双模谐振器30的数量为四个，可以理解地，介质双模谐振器30的数量还可以是例如两个、三个、五个或五个以上等数量。可根据实际情况设定介质双模谐振器30的数量。介质双模谐振器30的形状为正方体形，可以理解地，介质双模谐振器30的形状也可以是例如长方体形、圆柱体形等等形状。第一金属腔10和第二金属腔20的大小、介质双模谐振器30的形状及大小可根据实际情况进行设定。第三耦合结构60的数量及大小与介质双模谐振器30的数量及大小对应，本实施例的第三耦合结构60的数量为三个。
每个介质双模谐振器30的两端分别设有盲槽32。设置的盲槽32可以推高对应的介质双模谐振器30产生的两种谐振频率之外的第三种谐振频率。耦合孔31位于对应的介质双模谐振器30两端的两个盲槽32之间并分别与两个盲槽32连通。
耦合孔31的截面形状例如为长条形、圆形、椭圆形、方形等等。图3展示了截面形状为长条形的耦合孔31的介质双模谐振器30的结构。截面形状为长条形的耦合孔31的长度中心线优选与盲槽32底部的其中一条对角线位于同一个平面内。所有介质双模谐振器30的耦合孔31的截面形状及大小可以是相同的，也可以是不相同的。如本实施例的与第一金属腔10相邻的介质双模谐振器30的耦合孔31和与第二金属腔20相邻的介质双模谐振器30的耦合孔31的截面形状都为长条形，其余的介质双模谐振器30的耦合孔31的截面形状都为圆形。所有介质双模谐振器30的盲槽32的大小及形状可以是相同的，也可以是不相同的。可根据实际情况设定耦合孔31的截面形状及大小、盲槽32的大小及形状。
每个介质双模谐振器30的外表面设有金属层(图上未示出)。金属层可实现接地作用。金属层例如为银层、铜层等。
在一个替换方案中，每个介质双模谐振器30的外表面不设置金属层，而是在每个介质双模谐振器30的外表面套设有金属管(图上未示出)。金属管同样可实现接地作用。金属管例如为银管、铜管等等。
第一耦合结构40为第一耦合窗口。第一耦合窗口开设在第一金属腔10的靠近多个介质双模谐振器30的一端。
第二耦合结构50为第二耦合窗口。第二耦合窗口开设在第二金属腔20的靠近多个介质双模谐振器30的一端。
第三耦合结构60为虹膜，虹膜设有至少一个通孔61。相邻的两个介质双模谐振器30之间通过至少一个通孔61进行能量的耦合。本实施例的通孔61为一个，通孔61的数量还可以是其他例如两个、三个等。可根据实际情况设置通孔61的数量。
虹膜为一金属片，例如铜片、银片等等。通孔61的截面形状例如为十字形、圆形、方形、椭圆形等等。所有虹膜的通孔61的大小及形状可以是相同的，也可以是不相同的。图4展示了靠近第一金属腔10的虹膜的结构。如本实施例的靠近第一金属腔10的虹膜的通孔61及靠近第二金属腔20的虹膜的通孔61的截面形状为十字形但两者的大小不相同，其余虹膜的通孔61的截面形状为长方形或长条形。可根据实际情况设置通孔61的截面形状以、大小。
在一个替换方案中，通孔61可以用耦合槽代替，耦合槽的截面形状、大小可根据实际情况进行设置。
本发明中，与第一金属腔10相邻的介质双模谐振器30与第一金属腔10之间的连接可以是焊接，也可以是其他形式的连接。与第二金属腔20相邻的介质双模谐振器30与第二金属腔20之间的连接可以是焊接，也可以是其他形式的连接。第三耦合结构60与相邻两个介质双模谐振器30之间的连接可以是焊接，也可以是其他形式的连接。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双模滤波器，包括第一金属腔和第二金属腔，其特征在于：还包括位于所述第一金属腔和第二金属腔之间的多个介质双模谐振器，所述多个介质双模谐振器沿所述第一金属腔至第二金属腔的方向依次排列，其中，与所述第一金属腔相邻的介质双模谐振器与第一金属腔连接且两者之间通过第一耦合结构进行能量的耦合，所述第一耦合结构为第一耦合窗口，所述第一耦合窗口开设在所述第一金属腔的靠近多个介质双模谐振器的一端，与所述第二金属腔相邻的介质双模谐振器与第二金属腔连接且两者之间通过第二耦合结构进行能量的耦合，所述第二耦合结构为第二耦合窗口，所述第二耦合窗口开设在所述第二金属腔的靠近多个介质双模谐振器的一端，相邻的两个介质双模谐振器之间通过第三耦合结构连接并通过第三耦合结构进行能量的耦合，每个介质双模谐振器形成两个谐振腔，所述两个谐振腔产生两种谐振频率，两个谐振腔之间通过耦合孔进行能量的耦合；每个所述介质双模谐振器的两端分别设有盲槽，所述耦合孔位于对应的介质双模谐振器两端的两个盲槽之间并分别与两个盲槽连通。
2.根据权利要求1所述的双模滤波器，其特征在于：所述耦合孔的截面形状为圆形、椭圆形、方形或长条形。
3.根据权利要求1所述的双模滤波器，其特征在于：每个所述介质双模谐振器的外表面设有金属层。
4.根据权利要求1所述的双模滤波器，其特征在于：每个所述介质双模谐振器的外表面套设有金属管。
5.根据权利要求1所述的双模滤波器，其特征在于：与所述第一金属腔相邻的介质双模谐振器与第一金属腔之间的连接为焊接。
6.根据权利要求1所述的双模滤波器，其特征在于：与所述第二金属腔相邻的介质双模谐振器与第二金属腔之间的连接为焊接。
7.根据权利要求1所述的双模滤波器，其特征在于：所述第三耦合结构为虹膜，所述虹膜设有至少一个通孔或耦合槽；相邻的两个介质双模谐振器之间通过所述至少一个通孔或耦合槽进行能量的耦合。
8.根据权利要求7所述的双模滤波器，其特征在于：所述虹膜为一金属片。
9.根据权利要求1所述的双模滤波器，其特征在于：所述介质双模谐振器的形状为长方体形、正方体形或圆柱体形。
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