CN112086719A - 一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及介质滤波器技术领域,具体是涉及了一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,包括表面设置有导电层的介质块,所述介质块的材质为低微波损耗的微波介质陶瓷,介质块由微波元件构成的耦合结构分隔成六个微波介质波导谐振器,六个微波介质波导谐振器级联形成为拓扑结构,拓扑结构包含两组CQ拓扑结构单元,CQ拓扑结构单元之间的耦合结构包括磁耦合结构和至少一个电耦合结构,电耦合结构为槽体式的电容膜片,磁耦合结构为矩形通孔式的电感膜片,实现了四个传输零点,提高了微波介质波导滤波器的频率选择特性。
Description
技术领域
本发明涉及介质滤波器技术领域,具体是涉及了一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器。
背景技术
随着无线通信技术的发展,尤其是大规模天线技术在5G系统中的应用,射频通道数将成倍增长为64通道甚至128通道,基站滤波器的需求空间巨大,同时5G基站的高度集成化和小型化发展对于滤波器的尺寸的和发热性能提出了更高的要求。介质滤波器尤其微波介质波导滤波器凭借高Q值、低损耗、体积小、重量轻、成本低、抗温漂性能好等优点成为5G时代滤波器的主流,拥有广阔的应用前景。
现有技术中六阶微波介质波导滤波器的拓扑结构一般包含有CQ拓扑结构单元,CQ拓扑结构是以四个谐振腔为一个单元级联而成,每一个单元可以独立实现两个传输零点,故N个谐振腔可以实现N/4对传输零点,因此现有六阶微波介质波导滤波器一般只能实现两个传输零点。
微波介质波导滤波器要实现四个传输零点从而提高带外衰减特性一般采用八阶以上的微波介质波导滤波器,而增加微波介质波导滤波器阶数会增加滤波器的体积和重量,也会增加滤波器的设计和加工成本,现有技术中六阶微波介质波导滤波器增加传输零点方面存在局限性,有必要加以改进。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,实现了四个传输零点。
本发明采用的技术方案是,提供了一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,包括表面设置有导电层的介质块,所述介质块的材质为低微波损耗的微波介质陶瓷,介质块由微波元件构成的耦合结构分隔成六个微波介质波导谐振器,六个微波介质波导谐振器级联形成为拓扑结构,拓扑结构包含两组CQ拓扑结构单元,CQ拓扑结构单元之间的耦合结构包括磁耦合结构和至少一个电耦合结构,电耦合结构为槽体式的电容膜片,磁耦合结构为矩形通孔式的电感膜片。
所述微波介质波导谐振器的上端面上均设置有调谐孔,调谐孔为圆形盲孔且数量为一个,电耦合结构的开口方向与调谐孔的开口方向相同或相反。
所述介质块下端面设置有输入端和输出端,输入端和输出端均为圆形盲孔式结构。
所述电耦合结构设置有两组且均为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构设置有两组,一组磁耦合结构为长方形通孔式结构且与电耦合结构连通形成T字型,另一组磁耦合结构为T型通孔结构且与电耦合结构连通形成十字型。
所述电耦合结构设置有一组且为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构设置有两组且为T字型通孔式结构,电耦合结构纵向设置于介质块中部,磁耦合结构设置于电耦合结构两侧,电耦合结构和磁耦合结构之间为间隔设置且互不连通。
所述电耦合结构设置有一组且为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构设置有两组且为T字型通孔式结构,电耦合结构横向设置于介质块中部,磁耦合结构设置于电耦合结构两侧,电耦合结构一侧与一组磁耦合结构连通、与一组磁耦合结构间隔设置且互不连通。
所述电耦合结构设置有一组且为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构设置有两组且为T字型通孔式结构,电耦合结构横向设置于介质块中部,磁耦合结构设置于电耦合结构两侧,电耦合结构和磁耦合结构间隔设置且互不连通。
本发明的有益效果是,提供了一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,使六阶微波介质波导滤波器实现四个传输零点,从而提高微波介质波导滤波器的带外衰减特性;在不增加微波介质波导滤波器阶数的前提下,使微波介质波导滤波器获得良好的矩形系数,这种结构相对简单,利于微波介质波导滤波器的小型化,具有调试方便,利于大批量生产的优点。
附图说明
图1是具体实施例1的结构示意图;
图2是具体实施例1另一个方向的结构示意图;
图3是具体实施例2的结构示意图;
图4是具体实施例2另一个方向的结构示意图;
图5是具体实施例3的结构示意图;
图6是具体实施例3另一个方向的结构示意图;
图7是具体实施例4的结构示意图;
图8是具体实施例4另一个方向的结构示意图。
附图中,1、介质块,201、微波介质波导谐振器一,202、微波介质波导谐振器二,203、微波介质波导谐振器三,204、微波介质波导谐振器四,205、微波介质波导谐振器五,206、微波介质波导谐振器六,3、磁耦合结构,4、电耦合结构,5、调谐孔,6、输入端,7、输出端。
具体实施方式
如图1-8所示,本发明一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,包括表面设置有导电层的介质块1,所述介质块1的材质为低微波损耗的微波介质陶瓷,介质块1由微波元件构成的耦合结构分隔成六个微波介质波导谐振器,六个微波介质波导谐振器级联形成为拓扑结构,拓扑结构包含两组CQ拓扑结构单元,CQ拓扑结构单元之间的耦合结构包括磁耦合结构3和至少一个电耦合结构4,电耦合结构4为槽体式的电容膜片,磁耦合结构3为矩形通孔式的电感膜片。
如图1所示,所述微波介质波导谐振器的上端面上均设置有调谐孔5,调谐孔5为圆形盲孔且数量为一个,电耦合结构4的开口方向与调谐孔5的开口方向相同或相反。
调谐孔5可以在不改变微波介质波导谐振器长度的前提下降低微波介质波导谐振器的谐振频率,减小了滤波器的体积,易于滤波器的小型化。
如图2所示,所述介质块1下端面设置有输入端6和输出端7,输入端6和输出端7均为圆形盲孔式结构。
盲孔式的输入端和输出端可以通过改变盲孔的深度调整滤波器输入端和输出端的耦合能量。
具体实施例1,如图1-2所示,所述电耦合结构4设置有两组且均为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构3设置有两组,一组磁耦合结构3为长方形通孔式结构且与电耦合结构4连通形成T字型,另一组磁耦合结构3为T型通孔结构且与电耦合结构4连通形成十字型。
每相邻的两个微波介质波导谐振器之间均设置有耦合结构,微波介质波导谐振器包括微波介质波导谐振器一201、微波介质波导谐振器二202、微波介质波导谐振器三203、微波介质波导谐振器四204、微波介质波导谐振器五205和微波介质波导谐振器六206,其中,微波介质波导谐振器一201与微波介质波导谐振器二202之间、微波介质波导谐振器四204与微波介质波导谐振器五205之间设置有电容膜片构成的电耦合结构4,电容膜片为位于介质块1上且开口在微波介质波导谐振器之间波导宽面的长方形槽,槽底为封闭式结构,电耦合结构4槽体的一端与介质块1上的相邻的磁耦合结构3相连通,另一端在介质块1上为封闭式结构。
其它微波介质波导谐振器之间通过电感膜片构成的磁耦合结构3分隔,电感膜片为位于介质块1上且竖向贯穿微波介质波导谐振器之间波导上下宽面的长方形通孔,相邻的磁耦合结构3在介质块1上相交形成一个“T”形通孔和一个“一”形通孔。
电耦合结构4实现电耦合,耦合系数为负,磁耦合结构3实现磁耦合,耦合系数为正,微波介质波导谐振器三203与微波介质波导谐振器六206之间存在交叉耦合,为正的磁耦合,且微波介质波导谐振器一201与微波介质波导谐振器六206之间也存在耦合,为正的磁耦合,因此六阶微波介质波导滤波器的拓扑结构包含两组CQ拓扑结构单元,分别由微波介质波导谐振器一201、微波介质波导谐振器二202、微波介质波导谐振器三203与微波介质波导谐振器六206和微波介质波导谐振器三203、微波介质波导谐振器四204、微波介质波导谐振器五205与微波介质波导谐振器六206级联而成,两组CQ拓扑结构单元共用微波介质波导谐振器三203与微波介质波导谐振器六206之间的交叉耦合,同时每组CQ拓扑结构单元都还包括一个电容膜片实现的电耦合结构4,电容膜片在CQ拓扑结构单元中产生必要的耦合极性,从而使每组CQ拓扑结构单元独立实现两个传输零点,进而使微波介质波导滤波器实现四个传输零点,提高了微波介质波导滤波器的频率选择特性。
具体实施例2,如图3-4所示,所述电耦合结构4设置有一组且为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构3设置有两组且为T字型通孔式结构,电耦合结构4纵向设置于介质块1中部,磁耦合结构3设置于电耦合结构4两侧,电耦合结构4和磁耦合结构3之间为间隔设置且互不连通。
每相邻的两个微波介质波导谐振器之间均设置有耦合结构,其中,微波介质波导谐振器二202与微波介质波导谐振器五205之间设置有电容膜片构成的电耦合结构4,电耦合结构4为位于介质块1上且开口在微波介质波导谐振器之间波导宽面的长方形槽,槽底在介质块1上为封闭式结构,槽体的两端在介质块1上也为封闭式结构,电耦合结构4的槽体开口方向与调谐孔3的开口方向相同,且槽体的长边与介质块1的短边平行。
其它相邻的微波介质波导谐振器之间通过电感膜片构成的磁耦合结构3分隔,磁耦合结构3为位于介质块1上且竖向贯穿微波介质波导谐振器之间波导上下宽面的长方形通孔,磁耦合结构3在介质块1上形成两个“T”形通孔。
电容膜片构成的电耦合结构4实现电耦合,耦合系数为负,电感膜片构成的磁耦合结构3实现磁耦合,耦合系数为正,微波介质波导谐振器二202与微波介质波导谐振器五205之间存在交叉耦合,为负的电耦合,且微波介质波导谐振器一201与微波介质波导谐振器六206之间也存在耦合,为正的磁耦合,因此六阶微波介质波导滤波器的拓扑结构包含两组CQ拓扑结构单元,分别由微波介质波导谐振器一201、微波介质波导谐振器二202、微波介质波导谐振器五205与微波介质波导谐振器六206和微波介质波导谐振器二202、微波介质波导谐振器三203、微波介质波导谐振器四204与微波介质波导谐振器五205级联而成,两组CQ拓扑结构单元共用微波介质波导谐振器二202与微波介质波导谐振器五205之间的耦合;两组CQ拓扑结构单元都包括一个电容膜片实现的电耦合结构4,电容膜片在CQ拓扑结构单元中产生必要的耦合极性,从而使每组CQ拓扑结构单元独立实现两个传输零点,进而使微波介质波导滤波器实现四个传输零点,提高了微波介质波导滤波器的频率选择特性。
具体实施例3,如图5-6所示,所述电耦合结构4设置有一组且为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构3设置有两组且为T字型通孔式结构,电耦合结构4横向设置于介质块1中部,磁耦合结构3设置于电耦合结构4两侧,电耦合结构4一侧与一组磁耦合结构3连通、与一组磁耦合结构3间隔设置且互不连通。
与具体实施例2不同的地方是微波介质波导谐振器二202与微波介质波导谐振器五205之间的由电容膜片构成的电耦合结构4的槽体长边与介质块1的长边平行,且电耦合结构4的槽体一端与相邻磁耦合结构3的通孔连通,另一端在介质块1上形成封闭式结构。
具体实施例4,如图7-8所示,所述电耦合结构4设置有一组且为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构3设置有两组且为T字型通孔式结构,电耦合结构4横向设置于介质块1中部,磁耦合结构3设置于电耦合结构4两侧,电耦合结构4和磁耦合结构3间隔设置且互不连通。
与具体实施例2不同的地方是微波介质波导谐振器二202与微波介质波导谐振器五205之间的电容膜片构成的电耦合结构4的槽体长边与介质块1的长边平行,且电耦合结构4的槽体两端在介质块1上形成封闭式结构。
以上所有实施例中所述一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器的主体介质块1为介电常数大于1的陶瓷、玻璃、石英、塑料等低微波损耗介质材料,本发明首选微波介质陶瓷;
介质块1所涉及到的相交界面间可以根据工艺、性能的要求全部或部分加上倒角;
介质块1表面,包括槽和孔内,除因信号输入输出结构根据需要裸露部分介质,其金属层被去掉外,均被金属化,金属化的方式及金属的材质不做特殊要求,本发明首选金属银;
介质块1表面,包括槽和孔里面的金属层可以因为调谐、耦合等其他为满足微波介质波导滤波器的性能要求而在合适的地方进行一处或多处的去除。
Claims (7)
1.一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,包括表面设置有导电层的介质块(1),其特征在于:所述介质块(1)的材质为低微波损耗的微波介质陶瓷,介质块(1)由微波元件构成的耦合结构分隔成六个微波介质波导谐振器,六个微波介质波导谐振器级联形成为拓扑结构,拓扑结构包含两组CQ拓扑结构单元,CQ拓扑结构单元之间的耦合结构包括磁耦合结构(3)和至少一个电耦合结构(4),电耦合结构(4)为槽体式的电容膜片,磁耦合结构(3)为矩形通孔式的电感膜片。
2.根据权利要求1所述的一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,其特征在于:所述微波介质波导谐振器的上端面上均设置有调谐孔(5),调谐孔(5)为圆形盲孔且数量为一个,所述电耦合结构(4)的开口方向与调谐孔(5)的开口方向相同或相反。
3.根据权利要求2所述的一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,其特征在于:所述介质块(1)下端面设置有输入端(6)和输出端(7),输入端(6)和输出端(7)均为圆形盲孔式结构。
4.根据权利要求1所述的一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,其特征在于:所述电耦合结构(4)设置有两组且均为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构(3)设置有两组,一组磁耦合结构(3)为长方形通孔式结构且与电耦合结构(4)连通形成T字型,另一组磁耦合结构(3)为T型通孔结构且与电耦合结构(4)连通形成十字型。
5.根据权利要求1所述的一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,其特征在于:所述电耦合结构(4)设置有一组且为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构(3)设置有两组且为T字型通孔式结构,电耦合结构(4)纵向设置于介质块(1)中部,磁耦合结构(3)设置于电耦合结构(4)两侧,电耦合结构(4)和磁耦合结构(3)之间为间隔设置且互不连通。
6.根据权利要求1所述的一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,其特征在于:所述电耦合结构(4)设置有一组且为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构(3)设置有两组且为T字型通孔式结构,电耦合结构(4)横向设置于介质块(1)中部,磁耦合结构(3)设置于电耦合结构(4)两侧,电耦合结构(4)一侧与一组磁耦合结构(3)连通、与一组磁耦合结构(3)间隔设置且互不连通。
7.根据权利要求1所述的一种六阶四传输零点的微波介质波导滤波器,其特征在于:所述电耦合结构(4)设置有一组且为长方形槽体式结构,所述磁耦合结构(3)设置有两组且为T字型通孔式结构,电耦合结构(4)横向设置于介质块(1)中部,磁耦合结构(3)设置于电耦合结构(4)两侧,电耦合结构(4)和磁耦合结构(3)间隔设置且互不连通。
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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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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201215 |