CN111129669A - 混合电磁耦合全介质滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于介质滤波器技术领域，提供了一种混合电磁耦合全介质滤波器，包括有：滤波器主体；至少两个介质谐振单元，分布设于所述滤波器主体上；两个输入输出端口，设于所述滤波器主体上并分别与至少两个所述介质谐振单元的首尾连接；至少一耦合窗口，由所述介质谐振单元之间的连接间隔构成以用于产生磁耦合；至少一电耦合盲孔，设于至少一所述耦合窗口内以用于产生电耦合。借此，本发明能够在一个耦合窗口内可同时产生电耦合和磁耦合，并且能够在仅有主耦合路径的情况下实现椭圆函数滤波特性，具有实现方式简单，加工方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及介质滤波器技术领域，尤其涉及一种混合电磁耦合全介质滤波器
背景技术
全介质滤波器因其极小的外形尺寸在5G通信系统中获得了很好的应用，但随着多频集成技术的不断发展，对全介质滤波器的体积和通带选择特性的要求也越来越高。因此，如何提高全介质滤波器的通带选择特性是目前全介质滤波器发展亟待解决的问题。
根据耦合谐振滤波器理论：谐振单元间需要产生耦合才能实现通带滤波特性，所述耦合分为电耦合和磁耦合两类。传统全介质滤波器的设计中，谐振单元间的耦合大都采用单一耦合模式，或者说是近似单一耦合模式，很少采用具有电耦合和磁耦合两种耦合模式的混合耦合。因此，现有技术方案是通过采用单一耦合模式的交叉耦合来实现椭圆函数滤波特性，继而提高全介质滤波器通带选择特性。但是，现有技术方案需要三个谐振单元才能实现，存在体积大、结构复杂的缺点。
综上可知，现有的方法在实际使用上，存在着较多的问题，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种混合电磁耦合全介质滤波器，能够提高全介质滤波器的通带选择特性，具有更小的体积和易于加工的优点。
为了实现上述目的，本发明提供一种混合电磁耦合全介质滤波器，包括有：
滤波器主体；
至少两个介质谐振单元，分布设于所述滤波器主体上；
两个输入输出端口，设于所述滤波器主体上并分别与至少两个所述介质谐振单元的首尾连接；
至少一耦合窗口，由所述介质谐振单元之间的连接间隔构成以用于产生磁耦合；
至少一电耦合盲孔，设于至少一所述耦合窗口内以用于产生电耦合。
根据所述的混合电磁耦合全介质滤波器，所述耦合窗口上设有至少一用于隔开电耦合和磁耦合的通孔。
根据所述的混合电磁耦合全介质滤波器，所述通孔为圆形孔或长形孔。
根据所述的混合电磁耦合全介质滤波器，所述介质谐振单元的顶部设有用以调节谐振频率的调谐盲孔，两个所述输入输出端口分别连接在至少两个所述介质谐振单元的首尾底部。
根据所述的混合电磁耦合全介质滤波器，所述调谐盲孔和/或所述电耦合盲孔为圆柱形或棱柱形。
根据所述的混合电磁耦合全介质滤波器，所述滤波器主体由介电材料制成。
根据所述的混合电磁耦合全介质滤波器，所述滤波器主体由陶瓷材料制成。
根据所述的混合电磁耦合全介质滤波器，所述滤波器主体的外表面附有一层金属镀层。
根据所述的混合电磁耦合全介质滤波器，所述金属镀层为银镀层。
本发明所述的混合电磁耦合全介质滤波器包括有：滤波器主体；至少两个介质谐振单元，分布设于所述滤波器主体上；两个输入输出端口，设于所述滤波器主体上并分别与至少两个所述介质谐振单元的首尾连接；至少一耦合窗口，由所述介质谐振单元之间的连接间隔构成以用于产生磁耦合；至少一电耦合盲孔，设于至少一所述耦合窗口内以用于产生电耦合。借此，本发明所述耦合窗口本身产生的磁耦合与电耦合盲孔产生的电耦合最终实现混合电磁耦合，从而在通带附近产生一个传输零点，提高介质滤波器的通带选择特性；同时具有更小的体积和易于加工的优点。
附图说明
图1为本发明第一实施例所述混合电磁耦合全介质滤波器的模型结构图；
图2为本发明第一实施例所述混合电磁耦合全介质滤波器的拓扑结构图；
图3为本发明第一实施例所述混合电磁耦合全介质滤波器当电耦合小于磁耦合时的仿真图；
图4为本发明第一实施例所述混合电磁耦合全介质滤波器当电耦合大于磁耦合时的仿真图；
图5为本发明第二实施例所述混合电磁耦合全介质滤波器的模型结构图。
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，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出本发明第一实施例所述的混合电磁耦合全介质滤波器，包括有滤波器主体；至少两个介质谐振单元，分布设于滤波器主体上，两个输入输出端口设于滤波器主体上并分别与至少两个介质谐振单元的首尾连接；至少一耦合窗口，由所述介质谐振单元之间的连接间隔构成以用于产生磁耦合；至少一电耦合盲孔203，设于至少一所述耦合窗口内以用于产生电耦合。具体的，本实施例包括有四个介质谐振单元，分别为第一介质谐振单元101、第二介质谐振单元102、第三介质谐振单元103以及第四介质谐振单元104；还包括有三个所述耦合窗口，分别为第一耦合窗口201、第二耦合窗口202和第三耦合窗口204；如图，第一介质谐振单元101和第二介质谐振单元102之间为第一耦合窗口201，第二介质谐振单元102和第三介质谐振单元103之间为第二耦合窗口202，第三介质谐振单元103和第四介质谐振单元104之间为第三耦合窗口204；通过所述耦合窗口可产生磁耦合，并且磁耦合强度与所述耦合窗口厚度大小有关，耦合窗口越大，磁耦合强度越强；耦合窗口越小，磁耦合强度越弱；本实施例设有一电耦合盲孔203，其设于第二耦合窗口202内用以产生电耦合，即同一个耦合窗口内可同时实现电耦合和磁耦合；而电耦合强度与电耦合盲孔203的深度有关，在一定范围内，电耦合盲孔203深度越深，电耦合强度越弱；电耦合盲孔203深度越浅，电耦合强度越强；耦合窗口本身产生磁耦合与电耦合盲孔203产生的电耦合实现混合电磁耦合；因此本实施例在仅有主耦合路径的情况下，在两个谐振单元(第二介质谐振单元102和第三介质谐振单元103)之间产生混合电磁耦合来实现椭圆函数滤波特性，提高全介质滤波器的通带选择特性，相较于现有需要在三个谐振单元间产生混合电磁耦合，本实施例仅在两个谐振单元之间产生混合电磁耦合，具有体积更小，结构更加简单，加工方便的特点；本实施例具体的拓扑结构如图2所示。
所述介质谐振单元的顶部设有用以调节谐振频率的调谐盲孔，两个所述输入输出端口分别连接在至少两个介质谐振单元的首尾底部。本实施例的两个输入输出端口设置在首尾两个谐振单元的底部，即分别设在第一介质谐振单元101和第四介质谐振单元104的底部；滤波器的谐振频率与调谐盲孔的深度有关，通过调整调谐盲孔的深度即可调节其谐振频率。
所述调谐盲孔和/或电耦合盲孔203为圆柱形或棱柱形或者其他不规则柱形等。为了方便生产，本实施例优选将所述调谐盲孔和电耦合盲孔203都设为圆柱形。
所述滤波器主体由介电材料制成，本实施例优选采用陶瓷材料制成；所述滤波器主体的外表面附有一层金属镀层，更好的是，所述金属镀层为银镀层；即本实施例的全介质滤波器由陶瓷介质材料和被覆在陶瓷介质材料外表面的金属银层所构成。
参见图3～图4，所述混合电磁耦合全介质滤波器产生的传输零点位置可控，当电耦合大于磁耦合时，传输零点将产生在通带右侧，当电耦合小于磁耦合时，传输零点将产生在通带左侧。
图5示出本发明第二实施例所述的混合电磁耦合全介质滤波器，包括有滤波器主体；至少两个介质谐振单元，分布设于滤波器主体上，两个输入输出端口设于滤波器主体上并分别与至少两个介质谐振单元的首尾连接；至少一耦合窗口，由所述介质谐振单元之间的连接间隔构成以用于产生磁耦合；至少一电耦合盲孔213，设于至少一所述耦合窗口内以用于产生电耦合。与上述实施例相同的是，本实施例包括有四个介质谐振单元，分别为第一介质谐振单元111、第二介质谐振单元112、第三介质谐振单元113以及第四介质谐振单元114；还包括有三个所述耦合窗口，分别为第一耦合窗口211、第二耦合窗口212和第三耦合窗口214；如图，第一介质谐振单元111和第二介质谐振单元112之间为第一耦合窗口211，第二介质谐振单元112和第三介质谐振单元113之间为第二耦合窗口212，第三介质谐振单元113和第四介质谐振单元114之间为第三耦合窗口214；本实施例设有一电耦合盲孔213，其设于第二耦合窗口212内用以产生电耦合，即同一个耦合窗口内可同时实现电耦合和磁耦合；耦合窗口本身产生磁耦合与电耦合盲孔213产生的电耦合实现混合电磁耦合；因此本实施例在仅有主耦合路径的情况下，在两个谐振单元(第二介质谐振单元112和第三介质谐振单元113)之间产生混合电磁耦合来实现椭圆函数滤波特性，提高全介质滤波器的通带选择特性，相较于现有需要在三个谐振单元间产生混合电磁耦合，本实施例仅在两个谐振单元之间产生混合电磁耦合，具有体积更小，结构更加简单，加工方便的特点。
与第一实施例的区别在于，本实施例所述耦合窗口上设有至少一用于隔开电耦合和磁耦合的通孔301；具体是在第二耦合窗口212上设置一通孔301，通过该通孔301的布置可起到隔开电耦合和磁耦合的作用。本实施例的通孔301为圆形孔；当然在其他实施例中还可以是长形孔或其他形状的通孔。
综上所述，本发明利用混合电磁耦合模式设计全介质滤波器，可仅通过两个谐振单元实现椭圆函数滤波特性，与现有利用三个谐振器引入交叉耦合的技术方案相比，减少了滤波器阶数，插入损耗更低，尺寸更小；混合电磁耦合产生的传输零点位置可控：在通带频率范围内，当电耦合大于磁耦合时，传输零点将产生在通带右侧；当电耦合小于磁耦合时，传输零点将产生在通带左侧；本发明提出的全介质滤波器能够在仅有主耦合路径的情况下，在两个谐振单元之间产生混合电磁耦合来实现椭圆函数滤波特性，提高全介质滤波器的通带选择特性，具有体积更小，结构更加简单，加工方便的特点。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种混合电磁耦合全介质滤波器，其特征在于，包括有：
滤波器主体；
至少两个介质谐振单元，分布设于所述滤波器主体上；
两个输入输出端口，设于所述滤波器主体上并分别与至少两个所述介质谐振单元的首尾连接；
至少一耦合窗口，由所述介质谐振单元之间的连接间隔构成以用于产生磁耦合；
至少一电耦合盲孔，设于至少一所述耦合窗口内以用于产生电耦合。
2.根据权利要求1所述的混合电磁耦合全介质滤波器，其特征在于，所述耦合窗口上设有至少一用于隔开电耦合和磁耦合的通孔。
3.根据权利要求2所述的混合电磁耦合全介质滤波器，其特征在于，所述通孔为圆形孔或长形孔。
4.根据权利要求1所述的混合电磁耦合全介质滤波器，其特征在于，所述介质谐振单元的顶部设有用以调节谐振频率的调谐盲孔，两个所述输入输出端口分别连接在至少两个所述介质谐振单元的首尾底部。
5.根据权利要求4所述的混合电磁耦合全介质滤波器，其特征在于，所述调谐盲孔和/或所述电耦合盲孔为圆柱形或棱柱形。
6.根据权利要求1所述的混合电磁耦合全介质滤波器，其特征在于，所述滤波器主体由介电材料制成。
7.根据权利要求6所述的混合电磁耦合全介质滤波器，其特征在于，所述滤波器主体由陶瓷材料制成。
8.根据权利要求1所述的混合电磁耦合全介质滤波器，其特征在于，所述滤波器主体的外表面附有一层金属镀层。
9.根据权利要求8所述的混合电磁耦合全介质滤波器，其特征在于，所述金属镀层为银镀层。
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