CN111900518B - 一种具有180度移相器的介质滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有180度移相器的介质滤波器，该介质滤波器包含多个相互连接的介质谐振器和一个180度移相器；每个介质谐振器和180度移相器表面为金属导电层，内部为任意介电常数的介质；每个介质谐振器包含调试孔，调试孔用于调整谐振器的谐振频率；180度移相器为任意形状的波导传输线，可以不包含或者包含多个调试盲孔，包含的调试盲孔用于减小180度移相器的尺寸，180度移相器用于改变原始耦合的极性，实现滤波器交叉耦合响应。本发明可以灵活改变原始耦合的极性，容易实现交叉耦合滤波器，成本低，可靠性高，可用于现代通信系统的滤波器设计中。

Description

一种具有180度移相器的介质滤波器

技术领域

本发明涉及通信设备组件技术领域，更进一步涉及无线通信系统射频技术领域中的一种具有180度移相器的介质滤波器。本发明可用于无线通信系统射频前端进行滤波时灵活改变原始耦合极性，容易实现交叉耦合滤波器。

背景技术

近年来，随着第五代移动通信、无线局域网和卫星通信等快速发展，无线频谱利用率越来越高，对通信系统中的射频微波滤波器提出了小型化、高性能、低成本的要求。介质波导滤波器由于内部介质的介电常数可以调配，所以可以实现小型化，另外在介质波导滤波器设计完成后，可以加工磨具进行批量生产，从而具有批次性好、成本低等优点。在这种背景之下，具有较大优势的介质波导滤波器成为了研究热点。

一般通信系统都要求滤波器具有较好的选择性或者矩形系数，介质滤波器需要通过交叉耦合来实现好的选择系数。介质滤波器的内部耦合一般分感性耦合和容性耦合两种，串联的感性耦合一般会产生-90度的相移，感性耦合作为谐振器的交叉耦合后会在通带高端产生传输零点；而串联的容性耦合一般会产生+90度的相移，容性耦合作为谐振器的交叉耦合后会在通带低端产生传输零点。感性耦合一般通过在波导的窄边加窗实现。容性耦合可以通过宽边加窗实现，但是宽边加窗后滤波器极容易破碎，不宜于生产，有人通过深盲孔来增强电容值实现等效的电容耦合，但这种滤波器调试较为复杂，而且盲孔几乎穿透介质，加工过程难以把控，不利于生产。

华为技术有限公司在其申请的专利文献“介质滤波器，收发信机及基站”(申请号PCT/CN2015/095791，申请日2015.11.27，申请公布号WO 2017/088174 A1)中提出了一种介质滤波器。该滤波器包括至少三个介质谐振腔，每个谐振腔包括调试孔，调试孔位于本体上，每个调试孔与周围本体形成谐振腔；两两不相邻的谐振腔之间包括有用于实现交叉耦合的多个盲孔，调节每个盲孔的深度便可实现感性耦合到容性耦合的转换。该介质滤波器存在的不足之处是，该介质滤波器的极性转换需要通过调节盲孔的深度来实现，而实现容性耦合需要把盲孔加工的很深，从而容易穿透滤波器介质，加工盲孔深度的过程难以把控，不利于滤波器的批量生产。

广东通宇通讯股份有限公司在其申请专利文献“一种基于容性交叉耦合飞杆的陶瓷介质波导滤波器”(申请号201810436491.2，申请日2018.05.09，公布号CN108550964A，公布日2018.09.18)中提出了一种基于容性交叉耦合飞杆的陶瓷介质波导滤波器。该滤波器包括耦合膜片和可调飞杆，相邻的两个腔体之间设置用于分隔两个腔体以及微调耦合量的耦合膜片，相邻的两个谐振柱之间设置用于调节相邻谐振器之间容性耦合量的可调飞杆，可调飞杆由上下连接且大小均可调的介质单元和银层单元构成，银层单元与谐振柱的排列方向所形成的平面相平行设置，银层单元外接有调整银层单元面积的电批，实现了三腔体等多腔体交叉耦合中的容性耦合。但是，该介质波导滤波器存在的不足之处是，它的耦合极性的变换通过调节飞杆的长宽高来实现，结构过于复杂，造成调试过程难。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术的不足，提出一种具有180度移相器的介质滤波器，用于解决无线通信系统射频前端进行滤波时灵活改变原始耦合极性，容易实现交叉耦合滤波器问题。

实现本发明目的的思路是：在多个介质谐振器顺序排列中加入一个任意形状的波导传输线结构的180度移相器，可以不包含或者包含多个调试孔，包含的调试孔用于减小180度移相器的尺寸，180度移相器用于改变原始耦合的极性，更加容易实现滤波器交叉耦合响应。

本发明的具有180度移相器的介质滤波器，包括在下表面一侧设置的一个输入同轴接头和一个输出同轴接头，多个介质谐振器，还包括1个采用波导传输线结构的180度移相器，多个耦合窗和多个调试孔，两两介质谐振器之间设置一个耦合窗，180度移相器和介质谐振器之间设置一个耦合窗；所述介质谐振器至少3个，每个介质谐振器与180度移相器摆放位置由滤波器的设计指标提出的拓扑结构决定，每个介质谐振器的上表面分别设置介质谐振器调试孔，根据180度移相器设计体积大小要求，决定在是否在表面加入调试盲孔。

与现有技术相比，本发明具有以下优点。

第1，由于本发明在介质滤波器加入一个波导传输线结构的180度移相器，180移相器可以灵活改变原始的感性耦合或者容性耦合的极性，从而让交叉耦合产生传输零点，克服了现有技术中通过调节深盲孔改变耦合极性的加工难的问题，使得本发明的介质滤波器容易实现滤波器交叉耦合响应的同时加工更加容易。

第2，由于本发明在介质滤波器加入一个波导传输线结构的180度移相器，

结构简单，设计方便，且容易实现滤波器设计的小型化，克服了现有技术实现耦合极性变换造成滤波器设计复杂的问题。

附图说明

图1为本发明实例1的三阶介质滤波器结构的侧视图；

图2为本发明实例1的三阶介质滤波器结构的仰视图；

图3为本发明实例1的三阶介质滤波器频率响应曲线；

图4为本发明实例2的四阶介质滤波器结构的侧视图；

图5为本发明实例2的四阶介质滤波器结构的仰视图；

图6为本发明实例2的四阶介质滤波器频率响应曲线；

图7为本发明实例3的圆形孔调试移相器的三阶介质滤波器；

图8为本发明实例3的方形孔调试移相器的三阶介质滤波器；

图9为本发明实例4的圆形孔调试移相器的四阶介质滤波器；

图10为本发明实例4的方形孔调试移相器的四阶介质滤波器；

图11为本发明实例5的两个孔调试移相器的三阶介质滤波器透视图；

图12为本发明实例5的两个孔调试移相器的三阶介质滤波器仰视图；

图13为本发明实例5的两个孔调试移相器的三阶介质滤波器俯视图；

图14为本发明实例6的小型化六阶介质滤波器透视图；

图15为本发明实例6的小型化六阶介质滤波器测视图；

图16为本发明实例6的小型化六阶介质滤波器俯视图；

图17为本发明实例6的小型化六阶介质滤波器仰视图；

图18为本发明实例6的小型化六阶介质滤波器从图16的A-A’面向箭头方向看去的剖视图；

图19为本发明实例6的小型化六阶介质滤波器频率响应曲线。

具体实现方式

本发明包括多个介质谐振器以及在下表面一侧设置的输入同轴接头11和输出同轴接头12，还包括一个采用波导传输线结构的180度移相器，多个耦合窗和多个调试孔，每个耦合窗设置在两两介质谐振器之间，180度移相器和介质谐振器之间亦设置一个耦合窗；所述介质谐振器至少三个，每个介质谐振器与180度移相器摆放位置由滤波器的设计指标提出的拓扑结构决定，每个介质谐振器的上表面分别设置介质谐振器调试孔，根据180度移相器设计体积大小要求，决定在是否在表面加入调试盲孔。

所述介质滤波器的外轮廓可根据不同的应用场景选择矩形，圆形、梯形中的任意一种。

所述180度移相器可根据不同的应用场景，其波导传输线结构为长方形，正方形，双矩形，梯形、圆形，椭圆形和不规则异形中的任意一种。

所述180度移相器表面可设置或者不设置调试盲孔，所述调试孔的形状为圆柱形、槽型、条状和孔状中的任意一种。

所述180度移相器上表面或下表面的任意位置内嵌一个调试盲孔。

所述180度移相器上表面和下表面任意位置同时设置两个调试孔，两个调试盲孔的深度之和小于介质滤波器的介质厚度，两个调试盲孔的轴可以重合或者不重合，当两个调试盲孔的轴重合时，深度小于介质厚度的一半。

所述的介质谐振器和180度移相器根据个数的需求，能够在单层基础上做上下结构的多层分布。

所述的谐振器的调试孔，通过增大调试孔的深度或者减小调试孔的深度，改变谐振器谐振频率。

所述谐振器和180度移相器内部为任意介电常数的介质，外部金属为有硬度金属以及任意金属电镀膜。

为了便于理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

实施例1

下面结合图1和图2所示的带有180度移相器的三腔级联形式的交叉耦合介质滤波器的顶部侧视图和底视图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，带有180度移相器的三腔级联形式的交叉耦合介质滤波器中包含下表面一侧设置的一个输入同轴接头11和一个输出同轴接头12。三个谐振器21、22、23，介质滤波器左下角设置第一介质谐振器21，左上角设置第二介质谐振器22，右下角设置第三介质谐振器23，三个介质谐振器均为长方体结构，谐振器21、22、23工作于基模TE101模式下，三个耦合窗31、32、33，其中耦合窗31置于谐振器21和22之间，耦合窗33置于谐振器21和23之间，通过分别改变耦合窗31、32、33的尺寸可以改变谐振器21、22、23之间的耦合值。T型通孔是谐振器21、22、23的摆放位置和耦合窗31、32、33的尺寸确定之后的摆放位置组合之后形成的。三个调试孔51、52、53分别内嵌入谐振器21、22、23上表面，三个调谐孔51、52、53可以分别调整三个谐振器21、22、23的谐振频率。180度移相器4为设置于滤波器的右上角的谐振器22和耦合窗32之间的波导传输线，该实施例中180度移相器4的表面没有设置调试盲孔。三个耦合窗31、32、33都为波导宽边开窗，可以实现感性耦合即-90度的移相，在180度移相器4的作用下，耦合窗32的耦合可以从-90度变成-90+180＝90度耦合，当耦合窗32的耦合度为90度时，根据滤波器的基本原理，在介质滤波器的左边带形成传输零点。

本发明实施例1中谐振器21和谐振器23之间形成一个交叉耦合，通过改变交叉耦合的极性能够提高滤波器的滤波性能。180度移相器4的电长度θ＝β×L，其中，L为180度移相器4的物理长度，β为传播常数，该传播常数β由组成180度移相器4的波导传输线的长边、短边、工作频率以及模式(本实施例中为主模TE10)确定。因此通过调整波导传输线的长边和180度移相器4的物理长度可以实现滤波器耦合的180度相移，实现交叉耦合极性转换。由于改变180度移相器4波导传输线的长边可以改变180度移相器的阻抗，所以可以通过改变波导传输线的长边改变耦合强度。

实施例2

下面结合图4和图5所示的带有180度移相器的四腔级联形式的交叉耦合介质滤波器的顶部侧视图和底视图对本发明作进一步的描述。

本发明实施例1是在介质滤波器的左边带形成传输零点，本发明实施例2是在介质滤波器的左、右边带同时形成两个传输零点。在图4中本发明的介质滤波器包含下表面一侧设置的一个输入同轴接头11和一个输出同轴接头12。四个谐振器25、26、27、28，所述介质滤波器左下角设置第一介质谐振器25，左侧设置第二介质谐振器26，左上角设置第三介质谐振器27，右下角设置第四介质谐振器28，四个介质谐振器均为长方体结构；谐振器25、26、27、28工作于基模TE101模式下，四个耦合窗35、36、37、38，其中耦合窗38置于谐振腔25和谐振腔28之间，耦合窗35置于谐振器25和26之间，耦合窗36置于谐振腔26和谐振腔27之间，通过改变耦合窗35、36、37、38的尺寸可以改变谐振器25、26、27、28之间的耦合值。上字型通孔是谐振器25、26、27、28的摆放位置和耦合窗35、36、37、38的尺寸确定之后的摆放位置组合之后形成的。四个调谐孔55、56、57、58分别内嵌入四个谐振腔25、26、27、28上表面，四个调谐孔55、56、57、58可以分别调整四个谐振器25、26、27、28的谐振频率。一个180度移相器4置于滤波器的右上角的谐振腔57和耦合窗37之间，该实施例中180度移相器4的表面没有设置调试盲孔。四个耦合窗35、36、37、38都为波导宽边开窗，可以实现感性耦合即-90度的移相，在180度移相器4的作用下，当耦合窗37的耦合度为90度时，根据滤波器的基本原理，在介质滤波器的左右两边带形成两个传输零点，通过本发明的仿真实验证明两个传输零点提高了介质滤波器的选择性，选择性越好介质滤波器的性能越好。

本发明实施例2中谐振器25和谐振器28之间形成一个交叉耦合，通过改变交叉耦合的极性能够提高滤波器的滤波性能。180度移相器4的电长度θ＝β×L，其中，L为180度移相器4的物理长度，β为传播常数，该传播常数β由组成180度移相器4的波导传输线的长边、短边、工作频率以及模式(本实施例中为主模TE10)确定。因此通过调整波导传输线的长边和180度移相器4的物理长度可以实现滤波器耦合的180度相移，从而实现交叉耦合极性转换。由于改变180度移相器4波导传输线的长边可以改变180度移相器的阻抗，所以可以通过改变波导传输线的长边改变耦合强度。

实施例3

下面结合图7和图8所示的带有180度移相器的三腔级联形式的交叉耦合介质滤波器的加入180度移相器圆形和方形调试盲孔顶部侧视图对本发明作进一步的描述。

在保证180度移相器波导传输线的工作频率在截止频率之下，180度移相器有很多种实现方式。本发明实例1和实例2采用的是没有微扰的均匀波导传输线，180度的电长度可以依据θ＝β×L公式解析计算，加入调试盲孔可以在原电长度基础上减小物理长度和尺寸，这种任意形状的调试盲孔等效为电容或电感加载，能够引入相移，从而减小整体波导的尺寸。在本发明实施例1的基础上，在180度移相器的上表面加入调试盲孔。如图7和图8所示，带有180度移相器的三腔级联形式的交叉耦合介质滤波器中包含下表面一侧设置的一个输入同轴接头11和一个输出同轴接头12。三个谐振器21、22、23，介质滤波器左下角设置第一介质谐振器21，左上角设置第二介质谐振器22，右下角设置第三介质谐振器23，三个介质谐振器均为长方体结构，谐振器21、22、23工作于基模TE101模式下，三个耦合窗31、32、33，其中耦合窗31置于谐振器21和22之间，耦合窗33置于谐振器21和23之间，通过改变耦合窗31、32、33的尺寸可以改变谐振器21、22、23之间的耦合值。T型通孔是谐振器21、22、23的摆放位置和耦合窗31、32、33的尺寸确定之后的摆放位置组合之后形成的。三个调试孔51、52、53分别内嵌入谐振器21、22、23上表面，三个调谐孔51、52、53可以分别调整三个谐振器21、22、23的谐振频率。一个180度移相器4设置于滤波器的右上角的谐振器22和耦合窗32之间，该实施例中180度移相器4的上表面设置一个调试盲孔6，如图7所示，给出了一种圆形调试盲孔6加载情况下的三阶交叉耦合滤波器；如图8所示，给出了一种方形调试盲孔6加载情况下的三阶交叉耦合滤波器。三个耦合窗31、32、33都为波导宽边开窗，可以实现感性耦合即-90度的移相，在180度移相器4的作用下，当耦合窗32的耦合度为90度时，根据滤波器的基本原理，在介质滤波器的通带低端形成传输零点。

本发明实施例3中谐振器21和谐振器23之间形成一个交叉耦合，通过改变交叉耦合的极性能够提高滤波器的滤波性能。180度移相器4的电长度θ＝β×L，其中，L为180度移相器4的物理长度，β为传播常数，该传播常数β由组成180度移相器4的波导传输线的长边、短边、工作频率以及模式(本实施例中为主模TE10)确定。因此通过调整波导传输线的长边和180度移相器4的物理长度可以实现滤波器耦合的180度相移，从而实现交叉耦合极性转换。由于改变180度移相器4波导传输线的长边可以改变180度移相器的阻抗，所以可以通过改变波导传输线的长边改变耦合强度。

实施例4

下面结合图9和图10所示的带有180度移相器的四腔级联形式的交叉耦合介质滤波器的加入180度移相器圆形和方形调试盲孔顶部侧视图对本发明作进一步的描述。

在保证180度移相器波导传输线的工作频率在截止频率之下，180度移相器有很多种实现方式。本发明实例1和实例2采用的是没有微扰的均匀波导传输线，180度的电长度可以依据θ＝β×L公式解析计算，加入调试盲孔可以在原电长度基础上减小物理长度和尺寸，这种任意形状的调试盲孔等效为电容或电感加载，可以额外引入相移，从而减小整体波导的尺寸。在本发明实施例2的基础上，在180度移相器的上表面加入调试盲孔。如图9和图10所示，该介质滤波器包含下表面一侧设置的一个输入同轴接头11和一个输出同轴接头12。四个谐振器25、26、27、28，所述介质滤波器左下角设置第一介质谐振器25，左侧设置第二介质谐振器26，左上角设置第三介质谐振器27，右下角设置第四介质谐振器28，四个介质谐振器均为长方体结构；谐振器25、26、27、28工作于基模TE101模式下，四个耦合窗35、36、37、38，其中耦合窗38置于谐振腔25和谐振腔28之间，耦合窗35置于谐振器25和26之间，耦合窗36置于谐振腔26和谐振腔27之间，通过改变耦合窗35、36、37、38的尺寸可以改变谐振器25、26、27、28之间的耦合值。上字型通孔是谐振器25、26、27、28的摆放位置和耦合窗35、36、37、38的尺寸确定之后的摆放位置组合之后形成的。四个调谐孔55、56、57、58分别内嵌入四个谐振腔25、26、27、28上表面，四个调谐孔55、56、57、58可以分别调整四个谐振器25、26、27、28的谐振频率。一个180度移相器4置于滤波器的右上角的谐振腔57和耦合窗37之间，该实施例中180度移相器4的上表面设置一个调试盲孔6，如图9所示，给出了一种圆形调试盲孔6加载情况下的四阶交叉耦合滤波器；如图10所示，给出了一种方形调试盲孔6加载情况下的四阶交叉耦合滤波器。四个耦合窗35、36、37、38都为波导宽边开窗，可以实现感性耦合即-90度的移相，在180度移相器4的作用下，当耦合窗37的耦合度为90度时，根据滤波器的基本原理，在介质滤波器的左右两边带形成两个传输零点。

本发明实施例4中谐振器25和谐振器28之间形成一个交叉耦合，通过改变交叉耦合的极性能够提高滤波器的滤波性能。180度移相器4的电长度θ＝β×L，其中，L为180度移相器4的物理长度，β为传播常数，该传播常数β由组成180度移相器4的波导传输线的长边、短边、工作频率以及模式(本实施例中为主模TE10)确定。因此通过调整波导传输线的长边和180度移相器4的物理长度可以实现滤波器耦合的180度相移，从而实现交叉耦合极性转换。由于改变180度移相器4波导传输线的长边可以改变180度移相器的阻抗，所以可以通过改变波导传输线的长边改变耦合强度。

实施例5

下面结合图11、图12和图13所示的带有180度移相器的三腔级联形式的交叉耦合介质滤波器的180度移相器加入两个同轴调试盲孔的透视图、仰视图和俯视图对本发明作进一步的描述。

本发明实施例3和4在180度移相器上表面加入一个圆形或方形调试盲孔6，对180度移相器4的尺寸做调整，调试盲孔也可以设置在180度移相器的下表面，或者在180度移相器的上下表面任意位置加入两个或者多个调试盲孔进行尺寸的调整。本发明实施例5中，在180度移相器上下表面加入两个调试盲孔，这两个调试盲孔可以是同轴的，即两个调试盲孔的轴是在一条直线上；两个调试盲孔也可以是不同轴的，即两个调试盲孔的轴不在一条直线上。两个调试盲孔同时调整时，相比于本发明实施例3同一位置的单孔情况，调试盲孔的深度会变浅，这会增加滤波器的强度。在本发明实施例1的基础上，在180度移相器的上表面和下表面分别加入一个调试盲孔。如图11所示，如图11所示，带有180度移相器的三腔级联形式的交叉耦合介质滤波器中包含下表面一侧设置的一个输入同轴接头11和一个输出同轴接头12。三个谐振器21、22、23，介质滤波器左下角设置第一介质谐振器21，左上角设置第二介质谐振器22，右下角设置第三介质谐振器23，三个介质谐振器均为长方体结构，谐振器21、22、23工作于基模TE101模式下，三个耦合窗31、32、33，其中耦合窗31置于谐振器21和22之间，耦合窗33置于谐振器21和23之间，通过改变耦合窗31、32、33的尺寸可以改变谐振器21、22、23之间的耦合值。三个调试孔51、52、53分别内嵌入谐振器21、22、23上表面，三个调谐孔51、52、53可以分别调整三个谐振器21、22、23的谐振频率。一个180度移相器4设置于滤波器右上角的谐振器22和耦合窗32之间，该实施例中在180度移相器上表面和下表面同时加入了同轴的两个调试盲孔61、62，调试盲孔61位于介质滤波器的上表面，调试盲孔62位于介质滤波器的下表面，调试盲孔61和调试盲孔62是共轴的，两个调试盲孔的深度小于介质滤波器厚度的一半。三个耦合窗31、32、33都为波导宽边开窗，可以实现感性耦合即-90度的移相，在180度移相器4的作用下，当耦合窗32的耦合度为90度时，根据滤波器的基本原理，在介质滤波器的通带低端形成传输零点。

本发明实施例5中谐振器21和谐振器23之间形成一个交叉耦合，通过改变交叉耦合的极性能够提高滤波器的滤波性能。180度移相器4的电长度θ＝β×L，其中，L为180度移相器4的物理长度，β为传播常数，该传播常数β由组成180度移相器4的波导传输线的长边、短边、工作频率以及模式(本实施例中为主模TE10)确定。因此通过调整波导传输线的长边和180度移相器4的物理长度可以实现滤波器耦合的180度相移，从而实现交叉耦合极性转换。由于改变180度移相器4波导传输线的长边可以改变180度移相器的阻抗，所以可以通过改变波导传输线的长边改变耦合强度。

实施例6

下面结合图14、图15、图16、图17和图18所示的带有180度移相器的六腔级联形式的交叉耦合介质滤波器的透视图、侧视图、俯视图、仰视图和从图16的A-A’面向箭头方向看去的侧剖视图对本发明作进一步的描述。

实施例1-5通过180度移相器实现了多种滤波器，滤波器的外轮廓是不规则的，尺寸也较大。本发明实施例6中带有180度移相器的六腔级联形式的交叉耦合介质滤波器外轮廓为规则矩形，而内部轮廓为不规则形状。

如图14所示，带有180度移相器的三腔级联形式的交叉耦合介质滤波器中包含下表面一侧设置的一个输入同轴接头11和一个输出同轴接头12。六个谐振器201、202、203、204、205、206，介质滤波器下端中间设置第一介质谐振器201，左下角设置第二介质谐振器202，左上角设置第三介质谐振器203，上端中间设置第四介质谐振器204，右下角设置第六介质谐振器206，六个介质谐振器均为长方体结构，谐振器201、202、203、204、205、206工作于基模TE101模式下，六个耦合窗301、302、303、304、305、306，其中耦合窗301置于谐振器203和204之间，耦合窗302置于谐振器202和203之间，耦合窗303置于谐振器201和203之间，耦合窗304置于谐振器204和205之间，耦合窗306置于谐振器201和206之间，通过改变耦合窗301、302、303、304、305、306的尺寸可以改变谐振器201、202、203、204、205、206之间的耦合值。六个调试孔501、502、503、504、505、506分别内嵌入谐振器201、202、203、204、205、206上表面，六个调谐孔501、502、503、504、505、506可以分别调整六个谐振器201、202、203、204、205、206的谐振频率。一个180度移相器4设置于介质滤波器右上角的谐振器205和耦合窗305之间，该实施例中在180度移相器上表面和下表面同时加入了同轴的两个调试盲孔61、62，调试盲孔61位于介质滤波器的上表面，调试盲孔62位于介质滤波器的下表面，调试盲孔61和调试盲孔62是共轴的，两个调试盲孔的深度小于介质滤波器厚度的一半。六个耦合窗301、302、303、304、305、306都为波导宽边开窗，可以实现感性耦合即-90度的移相，在180度移相器4的作用下，当耦合窗302的耦合度为90度时，根据滤波器的基本原理，在介质滤波器的左右两边带形成两个传输零点。

本发明实施例6中谐振器201和谐振器202之间形成一个交叉耦合，通过改变交叉耦合的极性能够提高滤波器的滤波性能。180度移相器4的电长度θ＝β×L，其中，L为180度移相器4的物理长度，β为传播常数，该传播常数β由组成180度移相器4的波导传输线的长边、短边、工作频率以及模式(本实施例中为主模TE10)确定。因此通过调整波导传输线的长边和180度移相器4的物理长度可以实现滤波器耦合的180度相移，从而实现交叉耦合极性转换。此外，由于改变180度移相器4波导传输线的长边可以改变180度移相器的阻抗，所以可以通过改变波导传输线的长边改变耦合强度。

下面结合仿真实验对本发明的效果做进一步的说明：

1.仿真实验条件：

本发明采用的实验室硬件平台是：处理器为Intel i7 5930k CPU，主频为3.5GHz，内存16GB。

本发明的仿真实验的软件平台为：Windows 10操作系统和HFSS18.0。

2.仿真内容及其结果分析：

本发明的仿真实验是根据用户提出滤波器的设计指标可以参考华为技术有限公司在其申请的专利文献“介质滤波器，收发信机及基站”(申请号PCT/CN2015/095791，申请日2015.11.27，申请公布号WO 2017/088174 A1)中提出了一种介质滤波器。确定了滤波器的拓扑结构，分别对上述实施例1的三阶介质滤波器、实施例2的四阶介质滤波器和实施例6的六阶介质滤波器包含的多个谐振器、耦合窗、调试孔和180度移相器进行建模，并且在工作频段内进行仿真。三阶滤波器的会在介质滤波器的左边带引入一个传输零点；四阶和六阶介质滤波器会在介质滤波器的左右两边带形成传输零点。

图3、图6和图19分别是本发明实施例1、实施例2和实施例5中的仿真结果图。图的横坐标表示频率，单位GHz，纵坐标表示S11和S21曲线值，单位dB，如图3所示，在介质滤波器的左边带引入一个传输零点；如图6和19，在介质滤波器的左右两边带形成传输零点。

综上所述，本发明实施例提供的介质滤波器，通过在相互连接的介质谐振器中加入180度移相器，可以改变原始耦合的极性，实现滤波器交叉耦合响应。本发明可以灵活改变原始耦合的极性，容易实现交叉耦合滤波器，成本低，可靠性高，可用于现代通信系统的滤波器设计中。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，在不脱离本专利构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本发明所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范畴。

除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本发明所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (9)

1.一种具有180度移相器的介质滤波器，包括多个介质谐振器以及在下表面一侧设置的输入同轴接头(11)和输出同轴接头(12)，其特征在于，还包括1个采用波导传输线结构的180度移相器，多个耦合窗和多个调试孔，每个耦合窗设置在两两介质谐振器之间，180度移相器和介质谐振器之间亦设置一个耦合窗；所述介质谐振器至少3个，每个介质谐振器与180度移相器摆放位置由滤波器的设计指标提出的拓扑结构决定，每个介质谐振器的上表面分别设置介质谐振器调试孔，在需要减小移相器体积的情况下，在表面加入调试盲孔。

2.根据权利要求1所述的一种具有180度移相器的介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器的外轮廓可根据不同的应用场景选择矩形，圆形、梯形中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种具有180度移相器的介质滤波器，其特征在于，所述180度移相器可根据不同的应用场景，其波导传输线结构为长方形，正方形，双矩形，梯形、圆形，椭圆形和不规则异形中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种具有180度移相器的介质滤波器，其特征在于，所述180度移相器表面可设置或者不设置调试盲孔，所述调试盲孔的形状为圆柱形、槽型、条状和孔状中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的一种具有180度移相器的介质滤波器，其特征在于，所述180度移相器上表面或下表面的任意位置内嵌一个调试盲孔。

6.根据权利要求4所述的一种具有180度移相器的介质滤波器，其特征在于，所述180度移相器上表面和下表面任意位置同时设置两个调试盲孔，两个调试盲孔的深度之和小于介质滤波器的介质厚度，两个调试孔的轴可以重合或者不重合，当两个调试盲孔的轴重合时，深度小于介质厚度的一半。

7.根据权利要求1所述的一种具有180度移相器的介质滤波器，其特征在于，所述的介质谐振器和180度移相器根据个数的需求，能够在单层基础上做上下结构的多层分布。

8.根据权利要求1所述的一种具有180度移相器的介质滤波器，其特征在于，所述的谐振器的调试孔，通过增大调试孔的深度或者减小调试孔的深度，改变谐振器谐振频率。

9.根据权利要求1所述的一种具有180度移相器的介质滤波器，其特征在于，所述谐振器和180度移相器内部为任意介电常数的介质，外部金属为有硬度金属以及任意金属电镀膜。

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