CN112436252A - 一种介质波导滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种介质波导滤波器，其包括两个相互连接的半波长介质谐振器和两个四分之三波长介质谐振器；每个半波长介质谐振器和每个四分之三波长介质谐振器的表面设有调谐孔；两个半波长介质谐振器之间通过波导宽边开窗实现感性耦合；两个四分之三波长介质谐振器之间形成容性耦合。此结构的介质波导滤波器，在多个半波长介质谐振器中引入两个四分之三波长介质谐振器，两个四分之三波长介质谐振器之间形成了容性耦合，从而让交叉耦合产生传输零点，提高介质滤波器的频率选择性和矩形系数。本发明提供的介质波导滤波器不设深盲孔，有利于批量加工生产、同时也能够保证介质波导滤波器的强度。

Description

一种介质波导滤波器

技术领域

本发明涉及通信设备组件技术领域，具体涉及一种介质波导滤波器。

背景技术

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，介质波导滤波器需要通过交叉耦合来实现好的选择系数，实现交叉耦合的传输零点需要介质波导滤波器同时实现容性耦合和感性耦合，感性耦合一般通过在波导的窄边加窗实现，而容性耦合一般通过在波导的宽边加窗实现。在介质波导滤波器中，由于有的介质非常脆，宽边加窗难以实现，需要研究其它的实现容性耦合的方法。

现有技术中在设计介质波导滤波器时，一般都选择半波长介质波导谐振器作为谐振单元。此时，由于两个半波长介质波导谐振器相连处的电场分布为零，很难实现容性耦合，目前一般通过在两个介质谐振器之间加工一个很深的盲孔以实现容性耦合。但盲孔过深，对其加工精度要求高，调试难度大；同时深盲孔也会降低介质滤波器的强度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的介质滤波器为实现容性耦合加工深盲孔导致介质滤波器强度降低、对深盲孔加工精度要求高、调试难度大的缺陷。

为此，本发明提供一种介质波导滤波器，包括

至少两个相互连接的半波长介质谐振器；

两个四分之三波长介质谐振器；每个所述半波长介质谐振器和每个所述四分之三波长介质谐振器的表面为金属导电层；每个所述半波长介质谐振器和每个所述四分之三波长介质谐振器的表面设有调谐孔；

所述半波长介质谐振器之间通过波导宽边开窗实现感性耦合；两个所述四分之三波长介质谐振器之间形成容性耦合。

可选地，上述的介质波导滤波器，还包括设于两个所述四分之三波长介质谐振器之间的介质本体上表面或下表面的至少一个调试孔。

可选地，上述的介质波导滤波器，所述调试孔有两个，两个所述调试孔分别位于两个所述四分之三波长介质谐振器之间的介质本体上表面和下表面。

可选地，上述的介质波导滤波器，两个所述调试孔同轴设置。

可选地，上述的介质波导滤波器，两个所述调试孔位于两个所述四分之三波长介质谐振器的等效开路端。

可选地，上述的介质波导滤波器，两个所述调试孔不同轴设置。

可选地，上述的介质波导滤波器，所述调试孔的厚度小于介质本体厚度的二分之一。

可选地，上述的介质波导滤波器，所述调试孔的横截面形状为矩形、圆形、椭圆形或不规则形状中的任意一种。

可选地，上述的介质波导滤波器，所有所述介质谐振器呈现单层或多层分布。

可选地，上述的介质波导滤波器，每个所述介质谐振器内部为任意介电常数的介质；所述金属导电层为硬度金属或任意金属电镀膜。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的介质波导滤波器，在多个半波长介质谐振器中引入两个四分之三波长介质谐振器，两个四分之三波长介质谐振器之间形成了容性耦合，从而让交叉耦合产生传输零点，提高介质滤波器的频率选择性和矩形系数。本发明提供的介质波导滤波器不设深盲孔，有利于批量加工生产、同时也能够保证介质波导滤波器的强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例1提供的介质波导滤波器的立体示意图；

图2为本发明实例1提供的介质波导滤波器结构的仰视图；

图3为本图2的A-A’向剖面图；

图4为本发明实例1提供的介质波导滤波器的频率响应曲线；

图5为本发明实例2提供的介质波导滤波器的立体示意图；

图6为本发明实例1提供的介质波导滤波器结构的仰视图；

图7为图6的A-A’向剖面图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种介质波导滤波器，如图1至图3所示，其包括两个相互连接的半波长介质谐振器21、22和两个四分之三波长介质谐振器41、42；每个半波长介质谐振器和每个四分之三波长介质谐振器的表面为金属导电层；每个半波长介质谐振器和每个四分之三波长介质谐振器的表面设有调谐孔；两个半波长介质谐振器之间通过波导宽边开窗实现感性耦合；两个四分之三波长介质谐振器之间形成容性耦合。

此结构的介质波导滤波器，在多个半波长介质谐振器中引入两个四分之三波长介质谐振器，两个四分之三波长介质谐振器之间形成了容性耦合，从而让交叉耦合产生传输零点，提高介质滤波器的频率选择性和矩形系数。本发明提供的介质波导滤波器不设深盲孔，有利于批量加工生产、同时也能够保证介质波导滤波器的强度。

参见图1至图3，所有介质谐振器呈单层分布，两个四分之三波长介质谐振器之间的介质本体的上表面和下表面分别设有一个调试孔6、7，调试孔6位于介质本体上表面，调试孔7位于介质本体下表面。最佳地，两个调试孔同轴设置并位于两个四分之三波长介质谐振器的等效开路端，此处电场最强，调试孔的深度可以设置地较浅。调试孔6、7也可以偏离两个四分之三波长介质谐振器的等效开路端一定距离设置，但偏离距离不宜超过十六分之一波导波长，防止调试孔6、7过深，影响介质滤波器强度。

参见图3，调试孔6、7的深度小于质本体厚度的二分之一，以保证介质滤波器的强度。调试孔6、7的横截面为圆形。每个介质谐振器内部为任意介电常数的介质；金属导电层为硬度金属或任意金属电镀膜。

参见图1，介质波导滤波器还包括输入同轴接头11、输出同轴接头12和三个耦合窗31、32、33。其中，输入同轴接头和输出同轴接头设于介质波导滤波器的下表面左侧。耦合窗31位于半波长介质谐振器21和四分之三波长介质谐振器41之间，耦合窗32位于半波长介质谐振器22和四分之三波长介质谐振器42之间，耦合窗33位于半波长介质谐振器21和半波长介质谐振器22之间。

两个半波长谐振器21、22工作于基模TE101模式下，两个四分之三波长谐振器41、42工作于TE101.5模式下，四个调谐孔51、52、53、54分别位于半波长介质谐振器21、22和两个四分之三波长介质谐振器41、42上表面，四个调谐孔51、52、53、54可以分别调整四个介质谐振器21、22、41、42的谐振频率。

介质谐振器21和介质谐振器22之间形成了交叉耦合，三个耦合窗31、32、33都为波导窄边开窗，可以实现感性耦合。通过改变耦合窗31的尺寸可以改变半波长介质谐振器21和四分之三波长介质谐振器41之间的耦合值；通过改变耦合窗32的尺寸可以改变半波长介质谐振器22和四分之三波长介质谐振器42之间的耦合值；改变耦合窗33的尺寸可以改变半波长介质谐振器21和半波长介质谐振器22之间的耦合值。两个四分之三波长谐振器之间形成了容性耦合。容性耦合值的大小与调试孔6、7的深度和直径呈正比，可以通过改变调试孔6、7的深度和直径来改变耦合值的大小。图4为本实施例提供的介质波导滤波器的频率响应曲线。

实施例2

本实施例提供一种介质波导滤波器，如图5至图7所示，其与实施例1的区别在于，调试孔6和调试孔7不同轴设置，并且两个调试孔的轴线均偏离两个四分之三波长介质谐振器的等效开路端。

作为实施例1和实施例2的可替换实施方式，介质谐振器还可以多层布置；调试孔的横截面形状还可以为正方形、长方形、椭圆形或者任意不规则形状。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种介质波导滤波器，其特征在于，包括

至少两个相互连接的半波长介质谐振器(21,22)；

两个四分之三波长介质谐振器(41,42)；每个所述半波长介质谐振器和每个所述四分之三波长介质谐振器的表面为金属导电层；每个所述半波长介质谐振器和每个所述四分之三波长介质谐振器的表面设有调谐孔(51,52,53,54)；

所述半波长介质谐振器之间通过波导宽边开窗实现感性耦合；两个所述四分之三波长介质谐振器之间形成容性耦合。

2.根据权利要求1所述的介质波导滤波器，其特征在于，还包括设于两个所述四分之三波长介质谐振器之间的介质本体上表面或下表面的至少一个调试孔。

3.根据权利要求2所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述调试孔有两个，两个所述调试孔分别位于两个所述四分之三波长介质谐振器之间的介质本体上表面和下表面。

4.根据权利要求3所述的介质波导滤波器，其特征在于，两个所述调试孔同轴设置。

5.根据权利要求4所述的介质波导滤波器，其特征在于，两个所述调试孔位于两个所述四分之三波长介质谐振器的等效开路端。

6.根据权利要求3所述的介质波导滤波器，其特征在于，两个所述调试孔不同轴设置。

7.根据权利要求6所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述调试孔的厚度小于介质本体厚度的二分之一。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的介质波导滤波器，其特征在于，所述调试孔的横截面形状为矩形、圆形、椭圆形或不规则形状中的任意一种。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的介质波导滤波器，其特征在于，所有所述介质谐振器呈单层或多层分布。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的介质波导滤波器，其特征在于，每个所述介质谐振器内部为任意介电常数的介质；所述金属导电层为硬度金属或任意金属电镀膜。

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