CN111613858A - 一种介质波导滤波器 - Google Patents

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李陆龙
姜华
韩莉
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Abstract

本发明涉及滤波器的技术领域，提供了一种介质波导滤波器，包括：介质本体，所述介质本体包括第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有若干组谐振部，每组所述谐振部包括两个对称设置的谐振盲孔，其中一组所述谐振部的两个所述谐振盲孔之间设置有第一耦合盲孔；所述第二表面上设置有第二耦合盲孔，所述第一耦合盲孔的中心轴线与所述第二耦合的中心轴线重合，且所述第一耦合盲孔与所述第二耦合盲孔形成容性耦合结构。运用本技术方案，上下对称的第一耦合盲孔和第二耦合盲孔产生一对零点，可以改善带外抑制性能；同时减小了第一耦合盲孔深度，使其基本与谐振盲孔的孔深一致，从而可以减少压冲的数量，降低滤波器模具的复杂度。

Description

一种介质波导滤波器
【技术领域】
本发明涉及滤波器的技术领域，尤其涉及一种介质波导滤波器。
【背景技术】
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，滤波器需要更加小型化、集成化和轻量化。在限定尺寸的情况下，由于自身材料损耗的原因，传统的金属腔体滤波器和介质谐振腔体滤波器无法取得很高的Q值(Q值代表的是损耗/输入功率)，导致各项性能指标都受到了限制。而陶瓷介质波导滤波器由于电磁波谐振发生在介质材料内部，没有金属腔体，且其本身材料介电常数一般在20～50，因此体积会更小。同时陶瓷介质波导滤波器具有Q值高、选频特性好、工作频率稳定性好、插入损耗小等优点。
虽然介质波导滤波器具有上述的优点，但是目前大部分介质波导滤波器都是一体干压成型，因此对于介质波导滤波器的实际结构要求较高，一些在金属腔体中可以轻易实现的结构，在介质波导滤波器中却难以实现。
因此，有必要提供一种介质波导滤波器。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种介质波导滤波器，以有效改善滤波器带外抑制性能，同时降低滤波器模具的复杂度。
本发明的技术方案如下：
一种介质波导滤波器，包括：介质本体，所述介质本体包括第一表面和与所述第一表面相对设置的第二表面，所述第一表面上设置有若干组谐振部，每组所述谐振部包括两个对称设置的谐振盲孔，其中一组所述谐振部的两个所述谐振盲孔之间设置有第一耦合盲孔；所述第二表面上设置有第二耦合盲孔，所述第一耦合盲孔的中心轴线与所述第二耦合的中心轴线重合，且所述第一耦合盲孔与所述第二耦合盲孔形成容性耦合结构。
进一步地，所述第一耦合盲孔与所述第二耦合盲孔的深度之和大于所述介质本体的二分之一厚度。
进一步地，所述谐振部包括依次排列的第一组谐振部、第二组谐振部以及第三组谐振部，所述第一组谐振部与所述第二组谐振部之间设置有十字形耦合槽，所述第二组谐振部与所述第三组谐振部之间设置有条形耦合槽。
进一步地，所述第一耦合盲孔设置在所述第三组谐振部的两个所述谐振盲孔之间，所述第一耦合盲孔的中心对称轴与所述条形耦合槽的中心对称轴重合。
进一步地，任意另一组所述谐振部的两个所述谐振盲孔之间设置有第三耦合盲孔，所述第三耦合盲孔与所述十字形耦合槽形成感性耦合结构。
进一步地，所述第三耦合盲孔设置在所述第一组谐振部的两个所述谐振盲孔之间，所述第三耦合盲孔的中心对称轴与所述十字形耦合槽的中心对称轴重合。
进一步地，所述第二表面上设置有输入盲孔和输出盲孔。
进一步地，所述输入盲孔和所述输出盲孔对称设置在所述十字形耦合槽的两侧。
本发明的有益效果在于：在其中一组谐振部的两个谐振盲孔之间设置第一耦合盲孔，并在第二表面上设置第二耦合盲孔，第二耦合盲孔的中心轴线与第一耦合盲孔的中心轴线重合，并使第一耦合盲孔与第二耦合盲孔形成容性耦合结构。运用本技术方案，一方面，上下对称的第一耦合盲孔和第二耦合盲孔产生一对零点，可以改善带外抑制性能；另一方面，减小了第一耦合盲孔深度，使其基本与谐振盲孔的孔深一致，从而可以减少压冲的数量，降低滤波器模具的复杂度。
【附图说明】
图1为本发明一种介质波导滤波器第一视角的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明一种介质波导滤波器第二视角的结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为本发明一种介质波导滤波器的性能仿真对比图；
图6为本发明一种介质波导滤波器的远端抑制波形图。
【具体实施方式】
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。参见图1-图6，一种介质波导滤波器，包括：介质本体10，介质本体10包括第一表面11 和与第一表面11相对设置的第二表面12，第一表面11上设置有若干组谐振部，每组谐振部包括两个对称设置的谐振盲孔，其中一组谐振部的两个谐振盲孔之间设置有第一耦合盲孔31；第二表面12上设置有第二耦合盲孔32，第一耦合盲孔31的中心轴线与第二耦合盲孔32的中心轴线重合，且第一耦合盲孔31与第二耦合盲孔32形成容性耦合结构。
介质本体10为陶瓷介质本体10，陶瓷介质本体10一体压制成型。陶瓷介质本体10为高介电常数材料而成，用于传递电磁波。陶瓷介质材料是一种硬介介质材料，具有很高的介电常数和很低的介质损耗，同时能够有效提供结构支撑，通过这种介质材料设计出的介质波导滤波器等射频器件具有小型化、高稳定性、低损耗重量轻和成本低等多种优点，能够很好满足未来滤波器小型化和高性能的要求。其中，在本实施例中，介质本体10 设计为矩形实心结构，介质本体10的第一表面11和第二表面12涂覆有导电材料，导电材料为金属镀层，即介质本体10的表面通过金属化处理形成金属屏蔽层。
本技术方案中，在其中一组谐振部的两个谐振盲孔之间设置第一耦合盲孔31，并在第二表面12上设置第二耦合盲孔32，第二耦合盲孔32的中心轴线与第一耦合盲孔31的中心轴线重合，并使第一耦合盲孔31与第二耦合盲孔32形成容性耦合结构。运用本技术方案，一方面，上下对称的第一耦合盲孔31和第二耦合盲孔32产生一对零点，可以改善带外抑制性能，从而降低对其他通信频段的影响；另一方面，减小了第一耦合盲孔 31深度，使其基本与谐振盲孔的孔深一致，从而可以减少压冲的数量，降低滤波器模具的复杂度。
优选地，第一耦合盲孔31与第二耦合盲孔32的深度之和大于介质本体10的二分之一厚度。对第一耦合盲孔31和第二耦合盲孔32的深度之和进行设置，使第一耦合盲孔31和第二耦合盲孔32形成一种特殊的容性耦合结构；通过改变第一耦合盲孔31和第二耦合盲孔32的深度，可改变该容性耦合结构的耦合量。
参见图1及图2，谐振部包括依次排列的第一组谐振部21、第二组谐振部22以及第三组谐振部23，第一组谐振部21与第二组谐振部22之间设置有十字形耦合槽41，第二组谐振部22与第三组谐振部23之间设置有条形耦合槽42。第一组谐振部21包括以介质本体10的中心轴线为对称轴对称设置的第一谐振盲孔211和第二谐振盲孔212，第二组谐振部22包括以介质本体10的中心轴线为对称轴对称设置的第三谐振盲孔221和第四谐振盲孔222，第三组谐振部23包括以介质本体10的中心轴线为对称轴对称设置的第五谐振盲孔231和第六谐振盲孔232。通过十字形耦合槽41和条形耦合槽42分隔出六个谐振腔体，三组谐振部中两个谐振盲孔一一对应六个谐振腔体，即第一谐振盲孔211、第二谐振盲孔212、第三谐振盲孔221、第四谐振盲孔222、第五谐振盲孔231和第六谐振盲孔232与六个谐振腔体一一对应。
优选地，第一耦合盲孔31设置在第三组谐振部23的两个谐振盲孔之间，即第一耦合盲孔31设置在第五谐振盲孔231与第六谐振盲孔232之间；且第一耦合盲孔31的中心对称轴与条形耦合槽42的中心对称轴重合。第三组谐振部23位于条形耦合槽42远离十字形耦合槽41的一侧，即将第一耦合盲孔31设置条形耦合槽42远离十字形耦合槽41的一侧。
进一步地，任意另一组谐振部的两个谐振盲孔之间设置有第三耦合盲孔33，第三耦合盲孔33与十字形耦合槽41形成感性耦合结构。通过在两个谐振盲孔之间设置第三耦合盲孔33，使之与十字形耦合槽41形成感性耦合结构，进一步提高介质波导滤波器的带外抑制性能。
优选地，第三耦合盲孔33设置在第一组谐振部21的两个谐振盲孔之间，及第三耦合盲孔33设置在第一谐振盲孔211与第二谐振盲孔212之间；且第三耦合盲孔33的中心对称轴与十字形耦合槽41的中心对称轴重合。对第三耦合盲孔33的位置做进一步限制，提高带外抑制，从而降低对其他通信频段的影响。
参见图4，第二表面12上设置有输入盲孔51和输出盲孔52，输入盲孔51用于安装输入探头，输出盲孔52用于安装输出探头。且输入盲孔51 和输出盲孔52对称设置在十字形耦合槽41的两侧。
参见图5及图6，图5为介质波导滤波器的性能仿真对比图，图6为介质波导滤波器的远端抑制波形图，采用本技术方案可以有效提高带外抑制。
以上的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种介质波导滤波器，包括：介质本体，所述介质本体包括第一表面和与所述第一表面相对设置的第二表面，其特征在于，所述第一表面上设置有若干组谐振部，每组所述谐振部包括两个对称设置的谐振盲孔，其中一组所述谐振部的两个所述谐振盲孔之间设置有第一耦合盲孔；所述第二表面上设置有第二耦合盲孔，所述第一耦合盲孔的中心轴线与所述第二耦合盲孔的中心轴线重合，且所述第一耦合盲孔与所述第二耦合盲孔形成容性耦合结构。
2.根据权利要求1所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述第一耦合盲孔与所述第二耦合盲孔的深度之和大于所述介质本体的二分之一厚度。
3.根据权利要求2所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述谐振部包括依次排列的第一组谐振部、第二组谐振部以及第三组谐振部，所述第一组谐振部与所述第二组谐振部之间设置有十字形耦合槽，所述第二组谐振部与所述第三组谐振部之间设置有条形耦合槽。
4.根据权利要求3所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述第一耦合盲孔设置在所述第三组谐振部的两个所述谐振盲孔之间，所述第一耦合盲孔的中心对称轴与所述条形耦合槽的中心对称轴重合。
5.根据权利要求4所述的介质波导滤波器，其特征在于，任意另一组所述谐振部的两个所述谐振盲孔之间设置有第三耦合盲孔，所述第三耦合盲孔与所述十字形耦合槽形成感性耦合结构。
6.根据权利要求5所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述第三耦合盲孔设置在所述第一组谐振部的两个所述谐振盲孔之间，所述第三耦合盲孔的中心对称轴与所述十字形耦合槽的中心对称轴重合。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述第二表面上设置有输入盲孔和输出盲孔。
8.根据权利要求7所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述输入盲孔和所述输出盲孔对称设置在所述十字形耦合槽的两侧。
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