CN112382835B - 一种全可调交叉耦合介质波导滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全可调交叉耦合介质波导滤波器，包括介质波导体，介质波导体包括多个相互连接的谐振器和隔离通孔，隔离通孔设置在多个谐振器中央，谐振器之间为电耦合可调结构或磁耦合可调结构，磁耦合可调结构的数量小于电耦合可调结构的数量，谐振器的表面设置调试谐振盲孔。隔离通孔的形状为圆形、椭圆形或矩形。谐振器的数量为四个以上。介质波导体的横截面为正方形。本发明实现了全可调电磁交叉耦合结构设计，在通道左右两边分别增加传输零点，提高了带外抑制；在谐振器中间引入隔离通孔，消除了寄生响应，提高了远端抑制；整体设计无开槽开窗结构，全通孔或盲孔结构实现电磁耦合可调，便于加工生产调试。

Description

一种全可调交叉耦合介质波导滤波器

技术领域

本发明涉及滤波器，具体为一种全可调交叉耦合介质波导滤波器。

背景技术

近几年，介质波导滤波器以其体积小、插损小、成本低和易集成等优点已经被广泛的研究。为了进一步提高滤波器的性能，介质波导滤波器通常需要增加传输零点，以实现较陡的带外抑制，即通过交叉耦合来实现。实现交叉耦合就必须既有磁耦合，又有电耦合，电耦合可调一般采用盲槽或盲孔的方法容易实现，磁耦合一般采用开电感窗口的方法实现，这种磁耦合形式加工精度要求较高，不易实现耦合可调，如果需要实现磁耦合可调，需要在电感耦合窗口的附近再开一个耦合盲孔实现可调，在实际滤波器设计中，由于部分磁耦合较弱，因此无法设置这个可调耦合盲孔。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种容易加工、调试方便的全可调交叉耦合介质波导滤波器。

技术方案：本发明所述的一种全可调交叉耦合介质波导滤波器，包括陶瓷介质材料制成的介质波导体，介质波导体包括多个相互连接的谐振器和隔离通孔，隔离通孔设置在多个谐振器中央，谐振器之间为电耦合可调结构或磁耦合可调结构，磁耦合可调结构的数量小于电耦合可调结构的数量，谐振器的表面设置调试谐振盲孔。

隔离通孔的形状为圆形、椭圆形或矩形。谐振器的数量为四个以上。介质波导体的横截面为正方形。隔离通孔消除了寄生耦合，提高了带外抑制能力。

电耦合可调结构包括电耦合盲孔和中间耦合介质，中间耦合介质的两端对称设置电耦合盲孔。中间耦合介质的深度小于电耦合盲孔的深度。电耦合盲孔的深度为2.2~2.3mm，优选为2.25mm，直径为1.5~2.5mm，优选为2mm。通过调节电耦合盲孔的深度和位置，实现电耦合可调，与单个电耦合盲孔相比，减小了电耦合盲孔的深度，便于介质表面金属化生产加工和滤波器调试。

磁耦合可调结构包括磁耦合盲孔和磁耦合通孔，磁耦合通孔的两端对称连接磁耦合盲孔。磁耦合通孔的直径小于磁耦合盲孔。磁耦合盲孔的深度为1.7~1.9mm，优选为1.8mm，直径为3.8~4.2mm，优选为4mm。通过调节磁耦合盲孔和磁耦合通孔的深度，可以实现交叉耦合电感耦合可调。

工作原理：本滤波器谐振器之间的主耦合为电耦合，实现了带内的滤波特性；交叉耦合为磁耦合，实现了两个传输零点，提高了滤波器的带外选择性。电耦合可调结构可利用上下对称的两个圆形盲孔实现，也可用上下半径不同的两个圆形盲孔实现；磁耦合可调结构可利用上下对称的两个圆形盲孔和一个中间通孔实现，也可利用上下半径不同的一个圆形盲孔和一个圆形通孔实现。

有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：实现了全可调电磁交叉耦合结构设计，在通道左右两边分别增加传输零点，提高了带外抑制；在谐振器中间引入隔离通孔，消除了寄生响应，提高了远端抑制；整体设计无开槽开窗结构，全通孔或盲孔结构实现电磁耦合可调，便于加工生产调试。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体图；

图2是本发明实施例1的俯视图；

图3是本发明实施例1的A-A面剖视图；

图4是本发明实施例2的立体图；

图5是本发明实施例2的俯视图；

图6是本发明实施例2的A-A面剖视图；

图7是本发明的整体滤波性能结果。

具体实施方式

以说明书附图所示的方向为上、下、左、右。

实施例1

如图1~3，介质波导体1形状为正方体，表面完全镀银金属化处理。全可调交叉耦合介质波导滤波器具有四个谐振器2，其上分别有一个调试谐振盲孔201，四个谐振器2的中央有个隔离通孔3，形状可以为圆形、椭圆形或矩形。其中有一组相邻谐振器2之间是交叉耦合磁耦合可调结构5，三组相邻谐振器2之间是主耦合电耦合可调结构4。三个电耦合可调结构4由上下两个对称的电耦合盲孔401和中间耦合介质402组成，中间耦合介质402的深度小于电耦合盲孔401的深度。一个磁耦合可调结构5包括上下两个对称的磁耦合盲孔501和半径小于磁耦合盲孔501的磁耦合通孔502。

电耦合盲孔401的深度为2.25mm（±0.05mm），直径为2mm（±0.5mm）。磁耦合盲孔501的深度为1.8mm（±0.1mm），直径为4mm（±0.2mm）。通过调整电耦合盲孔401的深度和位于谐振器2中间的位置，可以分别控制电耦合量的大小，通过调整磁耦合盲孔501的深度和位于谐振器2中的水平位置，可以控制磁耦合量的大小。电耦合可调结构4和磁耦合可调结构5采用上下对称结构设计，降低了电耦合盲孔401、磁耦合盲孔501的深度，既便于表面金属化处理，又降低了生产调试难度。

实施例2

如图4~6，介质波导体1形状为正方体，表面完全镀银金属化处理。全可调交叉耦合介质波导滤波器具有四个谐振器2，其上分别有一个调试谐振盲孔201，四个谐振器2的中央有个隔离通孔3，形状可以为圆形、椭圆形或矩形。其中有一组相邻谐振器2之间是交叉耦合磁耦合可调结构5，三组相邻谐振器2之间是主耦合电耦合可调结构4。三个电耦合可调结构4由上下两个半径不同的电耦合盲孔401、403和中间耦合介质402组成。一个磁耦合可调结构5包括上下两个半径不同的磁耦合盲孔501和磁耦合通孔502，磁耦合通孔502的半径小于磁耦合盲孔501的半径。

电耦合盲孔401的深度为2.2mm，直径为3mm。电耦合盲孔403的深度为2.2mm，直径为2mm。磁耦合盲孔501的深度为3.5mm，直径为2mm。通过调整电耦合盲孔401的深度和位于谐振器2中间的位置，可以分别控制电耦合量的大小，通过调整磁耦合盲孔501的深度和位于谐振器2中的水平位置，可以控制磁耦合量的大小。电耦合可调结构4和磁耦合可调结构5采用上下对称结构设计，降低了电耦合盲孔401、磁耦合盲孔501的深度，既便于表面金属化处理，又降低了生产调试难度。

图7是上述实施例1、实施例2的全可调交叉耦合介质波导滤波器的整体性能测试结果。由图7可以看出，该全可调交叉耦合介质波导带通滤波器具有带宽为3.4-3.6GHz之间时，回波损耗大于20dB，插入损耗小于1.0dB，分别在3.3GHz和3.64GHz频点处产生左右两个传输零点，带外抑制均大于20dB。该滤波器选取介质介电常数为36的介质，整体物理尺寸为20mm×20mm×5mm，相对尺寸为0.5×0.5×0.12 （为相对于3.5GHz时的波导波长），测试结果与设计理论基本吻合，可满足现代无线通信的基本要求。

Claims (6)

1.一种全可调交叉耦合介质波导滤波器，包括介质波导体（1），其特征在于：所述介质波导体（1）包括多个相互连接的谐振器（2）和隔离通孔（3），所述隔离通孔（3）设置在多个谐振器（2）中央，所述谐振器（2）之间为电耦合可调结构（4）或磁耦合可调结构（5），所述磁耦合可调结构（5）的数量小于电耦合可调结构（4）的数量，所述谐振器（2）的表面设置调试谐振盲孔（201）；

所述电耦合可调结构（4）包括电耦合盲孔（401）和中间耦合介质（402），所述中间耦合介质（402）的两端设置电耦合盲孔（401）；所述中间耦合介质（402）的厚度小于电耦合盲孔（401）的厚度；

所述磁耦合可调结构（5）包括磁耦合盲孔（501）和磁耦合通孔（502），所述磁耦合通孔（502）的两端连接磁耦合盲孔（501）；所述磁耦合通孔（502）的直径小于磁耦合盲孔（501）。

2.根据权利要求1所述的一种全可调交叉耦合介质波导滤波器，其特征在于：所述隔离通孔（3）的形状为圆形、椭圆形或矩形。

3.根据权利要求1所述的一种全可调交叉耦合介质波导滤波器，其特征在于：所述电耦合盲孔（401）的深度为2.2~2.3mm，直径为1.5~2.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种全可调交叉耦合介质波导滤波器，其特征在于：所述磁耦合盲孔（501）的深度为1.7~1.9mm，直径为3.8~4.2mm。

5.根据权利要求1所述的一种全可调交叉耦合介质波导滤波器，其特征在于：所述谐振器（2）的数量为四个以上。

6.根据权利要求1所述的一种全可调交叉耦合介质波导滤波器，其特征在于：所述介质波导体（1）的横截面为正方形。

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