CN112563713B - 介质谐振器和射频滤波器 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及一种介质谐振器和射频滤波器。该介质谐振器包括金属腔体和介质体。所述金属腔体中设置有环形台阶。所述介质体设置在所述金属腔体内并且包括顶表面、与所述顶表面相对的底表面、以及位于所述顶表面与所述底表面之间的侧表面。所述介质体的底表面的外围部分被组装在所述环形台阶的顶表面上。通过将介质体安装在环形台阶上，能够使电场在介质体中是弯曲的，因而增加了电场在介质体中的等效电长度。等效电长度加长的结果是物理尺寸的减小。以此方式，能够减小介质谐振器的体积，使其能够应用到5G和大规模MIMO基站中。此外，这样的介质谐振器结构简单，制造成本低，性能可靠。

Description

介质谐振器和射频滤波器

技术领域

本公开的实施例总体上涉及谐振器领域，并且更具体地，涉及一种介质谐振器和射频滤波器。

背景技术

随着无线通信系统的发展，射频(RF)滤波器成为了无线通信系统的基站中非常关键的部分。在5G和大规模多输入多输出(MIMO)系统的基站中，对RF滤波器的要求越来越高。一方面，要求RF滤波器的尺寸更小，以适应5G和大规模MIMO基站的应用。5G和大规模MIMO产品通常包括600MHz-40GHz的频段。在6GHz以下的频段中，滤波器体积是整个基站的瓶颈。在某些情况下，滤波器体积甚至占整个基站的约50％。另一方面，在5G和大规模MIMO基站中，要求RF滤波器能够提供更好的性能。RF滤波器的性能将会影响整个系统的灵敏度和功耗。在理想情况下，滤波器的插入损耗(IL)越低，则系统性能越好。

在当前的RF滤波器设计中广泛采用具有高品质因数(Q)值的介质谐振器，例如，TM/TE模式介质谐振器，以及诸如双模/三模介质谐振器之类的多模谐振器。多模谐振器通常包括谐振器金属腔体以及设置在谐振器金属腔体中的介质体，诸如陶瓷体。多模谐振器在一个谐振器金属腔体中能够完成两个或三个不同模式的谐振，这在RF滤波器的性能改进方面极为有利。

图1示出了一种常规的多模谐振器1，其包括金属腔体11以及呈交叉结构的陶瓷体19。陶瓷体19设置在金属腔体11内并且包括三个分支，各个分支与金属腔体11的内壁接触。该谐振器是具有TM01x、TM01y和TM01z模式的三模谐振器，每个模式由相应的分支独立实现。各个模式的耦合通过陶瓷体19上每个分支之间的小切口或导体板实现。这样的多模谐振器1的结构复杂且体积大，难以应用于5G和大规模MIMO基站中。此外，这种多模谐振器1的频率取决于其分支的长度，因此在金属腔体11的尺寸固定的情况下难对其进行调整。

在美国专利公布US2017/0263996A1中，描述了一种多模滤波器。如其图2所示，在金属腔体的侧壁与陶瓷体之间存在气隙，且陶瓷体由具有低介电常数的支撑件(例如氧化铝)支撑。该谐振器结构太复杂且体积大，难以应用于5G和大规模MIMO基站中。

在英国专利公布GB2559890A中，描述了一种微波滤波器。如其图3所示，谐振器的陶瓷圆盘设置在导体管中。该谐振器的结构相对简单。然而，由于要求陶瓷圆盘与导体管直接接触而没有气隙，因此需要使陶瓷圆盘被压在导体管中。如果滤波器所处环境的温度发生变化而引起热胀冷缩，则陶瓷圆盘将可能会由于导体管施加的应力而受损。

因此，存在对于结构简单、体积小、性能可靠的介质谐振器的需要。

发明内容

本公开的目的是提供一种介质谐振器和射频滤波器，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种介质谐振器，包括：金属腔体，所述金属腔体中设置有环形台阶；以及介质体，设置在所述金属腔体内并且包括顶表面、与所述顶表面相对的底表面、以及位于所述顶表面与所述底表面之间的侧表面，所述介质体的底表面的外围部分被组装在所述环形台阶的顶表面上。

在根据本公开的第一方面的实施例中，通过将介质体安装在环形台阶上，能够使电场在介质体中是弯曲的，因而增加了电场在介质体中的等效电长度。等效电长度加长的结果是物理尺寸的减小。以此方式，能够减小介质谐振器的体积，使其能够应用到5G和大规模MIMO基站中。此外，这样的介质谐振器结构简单，制造成本低，性能可靠。

在一个实施例中，所述金属腔体包括：底壳，所述底壳包括底板和侧壁，所述侧壁的底端连接至所述底板，并且所述侧壁的顶端设置有开口，所述环形台阶沿着所述侧壁的周向设置在所述侧壁上，并且所述环形台阶的顶表面面朝所述开口；以及顶盖，所述顶盖覆盖所述开口，并且所述顶盖与所述环形台阶的顶表面之间的距离大于所述介质体的厚度。

在一个实施例中，所述介质体沿着横向方向的截面为矩形，所述横向方向与所述介质体的厚度方向垂直，并且所述侧壁沿着所述横向方向的截面为矩形。

在一个实施例中，所述底壳还包括：成对的耦合块，分别设置在所述环形台阶的两个相对角部处，并且从所述底板延伸至与所述环形台阶的顶表面齐平的位置。

在一个实施例中，所述介质体沿着横向方向的截面为圆形，所述横向方向与所述介质体的厚度方向垂直，并且所述侧壁沿着所述横向方向的截面为圆形。

在一个实施例中，所述介质体的底表面上与所述环形台阶的顶表面对应的位置处设置有导电环，并且所述介质体通过所述导电环而被焊接在所述环形台阶的顶表面上。

在一个实施例中，所述介质谐振器还包括：支撑构件，设置在所述顶盖与所述介质体的顶表面之间，以将所述介质体压在所述环形台阶的顶表面上。

在一个实施例中，所述支撑构件总体上呈筒状。

在一个实施例中，所述介质体的侧表面上涂覆有金属层。

在一个实施例中，所述介质体中设置有从其顶表面延伸至其底表面的通孔，并且所述通孔的表面上涂覆有金属层。

在一个实施例中，所述介质体包括陶瓷体。

根据本公开的第二方面，提供了一种介质谐振器，包括：介质体，所述介质体包括第一顶表面、与所述第一顶表面相对的第一底表面、以及位于所述第一顶表面和所述第一底表面之间的第一侧表面，所述第一侧表面上涂覆有金属层，并且所述第一顶表面和所述第一底表面的外围区域涂覆有第一环形金属条；底部支撑件，所述底部支撑件的介电常数小于所述介质体的介电常数，并且所述底部支撑件包括与所述第一底表面相贴的第二顶表面、与所述第二顶表面相对的第二底表面、以及位于所述第二顶表面和所述第二底表面之间的第二侧表面，所述第二侧表面和所述第二底表面上涂覆有金属层，并且所述第二顶表面的外围区域涂覆有第二环形金属条，所述第二顶表面上的所述第二环形金属条与所述第一底表面上的所述第一环形金属条对应设置；以及顶部支撑件，所述顶部支撑件的介电常数小于所述介质体的介电常数，并且所述顶部支撑件包括与所述第一顶表面相贴的第三底表面、与所述第三底表面相对的第三顶表面、以及位于所述第三底表面和所述第三顶表面之间的第三侧表面，所述第三侧表面和所述第三顶表面上涂覆有金属层，并且所述第三底表面的外围区域涂覆有第三环形金属条，所述第三底表面上的所述第三环形金属条与所述第一顶表面上的所述第一环形金属条对应设置。

在根据本公开的第二方面的实施例中，在介质体、底部支撑件和顶部支撑件上涂覆的金属层能够组合形成介质谐振器的金属腔体，而对应设置的第一环形金属条和第二环形金属条相对于介质体而言可以看作环形台阶。也就是说，可以将介质体视为安装在环形台阶上。与根据本公开的第一方面的实施例类似，这种布置能够使电场在介质体中是弯曲的，因而增加了电场在介质体中的等效电长度。等效电长度加长的结果是物理尺寸的减小。以此方式，能够减小介质谐振器的体积，使其能够应用到5G和大规模MIMO基站中。此外，这样的介质谐振器同样结构简单，制造成本低，性能可靠。

在一个实施例中，所述介质体包括陶瓷体。

根据本公开的第三方面，提供了一种射频滤波器，包括如上所述的任意一种介质谐振器。

提供发明内容部分是为了简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开内容的关键特征或主要特征，也无意限制本公开内容的范围。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，其中：

图1示出了一种常规的多模谐振器的结构示意图；

图2示出了根据本公开的第一实施例的介质谐振器的透视图；

图3示出了图2中所示的介质谐振器的分解示意图；

图4示出了图2中所示的介质谐振器的底壳的结构示意图；

图5A至图5D示出了图2中所示的介质谐振器在两个模式下的电场分布图；

图6A至图6D示出了根据本公开的一些实施例的底壳的俯视图；

图7示出了根据本公开的第二实施例的介质谐振器的分解示意图；

图8A和图8B示出了根据本公开的一些实施例的介质体的结构示意图；

图9示出了根据本公开的一些实施例的介质体的组装方式；

图10示出了根据本公开的第三实施例的介质谐振器的透视图；

图11示出了根据本公开的第四实施例的介质谐振器的透视图；

图12示出了根据本公开的第五实施例的介质谐振器的透视图；

图13示出了图12中所示的介质谐振器的分解示意图；

图14示出了根据本公开的一个实施例的射频滤波器的结构示意图；

图15示出了图14中所示的射频滤波器的拓扑图；

图16示出了图14中所示的射频滤波器的频率响应；

图17示出了根据本公开的另一实施例的射频滤波器的结构示意图；

图18示出了图17中所示的射频滤波器的拓扑图；

图19示出了图17中所示的射频滤波器的频率响应；

图20示出了具有交叉耦合的射频滤波器的结构示意图；

图21示出了根据本公开的又一实施例的射频滤波器的结构示意图；

图22示出了根据本公开的又一实施例的射频滤波器的结构示意图；以及

图23示出了根据本公开的又一实施例的射频滤波器的结构示意图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。

在下文中将参考附图结合示例性实施例来详细描述本公开的原理。

图2示出了根据本公开的第一实施例的介质谐振器1的透视图，

图3示出了图2中所示的介质谐振器1的分解示意图，以及图4示出了图2中所示的介质谐振器1的底壳111的结构示意图。如图2至图4所示，总体上，在此描述的介质谐振器1是双模谐振器，其包括金属腔体11和安装在金属腔体11内的介质体12。金属腔体11可以由各种可用的金属材料制成，例如铝，本公开的范围在此方面不受限制。

同样，介质体12可以由各种可用的电介质材料制成。例如，在一些实施例中，介质体12可以是陶瓷体，其由合适的陶瓷材料制成。在射频应用中使用的陶瓷需要具有高的相对介电常数εr和非常低的损耗。典型地，所使用的陶瓷材料是温度稳定的。典型的材料例如是：锆、锡或钛氧化物(Zr,Sn)TiO、氧化钡-氧化铅-氧化钕-氧化钛BaO-PbO-NdO-TiO以及镁钛氧化物-钙钛氧化物MgTiO-CaTiO。在其他实施例中，介质体12可以由其他材料制成，本公开的范围在此方面不受限制。

如图2至图4所示，金属腔体11中设置有环形台阶110。环形台阶110沿着金属腔体11的内壁设置。在环形台阶110的内部围成一定空间，该空间中可以具有空气。当然，在其他实施例中，也可以采用低介电常数的材料填充上述空间。介质体12包括顶表面121、与顶表面121相对的底表面122、以及位于顶表面121与底表面122之间的侧表面123。介质体12的底表面122的外围部分被组装在环形台阶110的顶表面1101上。

在一个实施例中，如图3和图4所示，金属腔体11包括底壳111和顶盖112。底壳111包括底板1111和侧壁1112。侧壁1112的底端连接至底板1111，并且侧壁1112的顶端设置有开口1113。环形台阶110沿着侧壁1112的周向设置在侧壁1112上。环形台阶110的顶表面1101面朝开口1113。顶盖112覆盖开口1113，并且顶盖112与环形台阶110的顶表面1101之间的距离大于介质体12的厚度。利用这种布置，可以在将介质体12组装在环形台阶110的顶表面1101上之后，利用顶盖112来覆盖底壳111的开口1113，从而形成密闭的金属腔体11。

在另一些实施例中，底壳111的底板1111和侧壁1112也可以是单独的部件。在组装介质谐振器1时，才将侧壁1112与底板1111以及顶盖112组装在一起。本领域技术人员将理解的是，金属腔体11还可以具有其他结构，只要在其中设置有环形台阶110即可。

在一个实施例中，如图2和图3所示，介质体12沿着横向方向的截面为矩形。该横向方向指的是与介质体12的厚度方向(即从其顶表面121到其底表面122的方向)垂直的方向。介质体12具有三个尺寸：长度L、宽度W和厚度H。相应地，金属腔体11总体上为长方体形状，其侧壁1112沿着横向方向的截面为矩形，并且金属腔体11内部设置有与介质体12的形状相适应的内部空间。

图5A至图5D示出了图2中所示的介质谐振器1在两个模式下的电场分布图，其中图5A在俯视图中示出了沿水平方向(x方向)的电场分布图，图5B在侧视图中示出了沿水平方向的电场分布图，图5C在俯视图中示出了沿竖直方向(y方向)的电场分布图，并且图5D在侧视图中示出了沿竖直方向的电场分布图。介质谐振器1具有两个TM01模式，其中水平方向为TM01x，竖直方向为TM01y，两种模式的初始电场分布是正交的，且两种模式之间没有耦合。从图5A至图5D可以看出，介质体12中的电场从环形台阶110的一侧指向相对的另一侧，且在水平方向和竖直方向上均为弯曲分布。也就是说，在两个模式下，电场在介质体12中是弯曲的，而非直线的，因而增加了电场在介质体12中的等效电长度。等效电长度加长的结果是物理尺寸的减小。以此方式，能够减小介质谐振器1的体积，使其能够应用到5G和大规模MIMO基站中。此外，这样的介质谐振器1结构简单，制造成本低，性能可靠。

在一个实施例中，如图4所示，底壳111还包括成对的耦合块1114。耦合块1114分别设置在环形台阶110的两个相对角部处。耦合块1114从底板1111延伸至与环形台阶110的顶表面1101齐平的位置。耦合块1114用于实现介质谐振器1的两个模式之间的耦合。在将介质谐振器1应用于射频滤波器中时，每个模式都需要产生耦合，才能使信号在滤波器中进行传递。耦合块1114可以具有各种形状。图6A至图6D示出了耦合块1114的一些示例形状。如图6A所示，耦合块1114可以为正方形。如图6B所示，耦合块1114可以为扇形。如图6C所示，耦合块1114可以为三角形。如图6D所示，耦合块1114可以为条形。在其他实施例中，耦合块1114还可以为其他形状，本公开的范围在此方面不受限制。此外，当介质体11焊接在环形台阶110的顶表面1101上时，耦合块1114还可以增加焊接的接触面积，从而提高焊接质量。

图7示出了根据本公开的第二实施例的介质谐振器1的分解示意图。图7所示的介质谐振器1与图2和图3所示的介质谐振器1具有类似的结构。对于相同的部件，将采用相同的附图标记进行标注，并且对于它们的具体细节将不再赘述。两种介质谐振器1的区别主要在于介质体12以及金属腔体11的形状不同。具体而言，如图7所示，介质体12沿着横向方向的截面为圆形，也即介质体12为圆柱体形状。相应地，金属腔体11总体上为圆柱体形状，其侧壁1112沿着横向方向的截面为圆形，并且金属腔体11内部设置有与介质体12的形状相适应的内部空间。

在其他实施例中，介质体12还可以为其他形状。例如，介质体12沿着横向方向的截面可以为其他多边形，诸如三角形、五边形、六边形等等。相应地，金属腔体11内部设置有与介质体12的形状相适应的内部空间。

在一些实施例中，介质体12可以通过焊接的方式组装在环形台阶110的顶表面1101上。图8A和图8B示出了这样的介质体12的示例。如图8A所示，介质体12为长方体形状，其底表面122上与环形台阶110的顶表面1101对应的位置处(即外围边缘附近)设置有导电环124。如图8B所示，介质体12为圆柱体形状，其底表面122上外围边缘附近设置有导电环124。利用导电环124，可以可靠地将介质体12焊接在环形台阶110的顶表面1101上，使它们之间没有气隙。

在另一些实施例中，介质体12可以通过按压的方式组装在环形台阶110的顶表面1101上。图9示出了介质体12的这种组装方式。如图9所示，介质谐振器1还包括支撑构件13。支撑构件13设置在顶盖112与介质体12的顶表面121之间，以将介质体12压在环形台阶110的顶表面1101上。以此方式，可以使得介质体12与环形台阶110的顶表面1101紧密接触，而在它们之间没有气隙。支撑构件13可以由塑料材料制成，例如PTFE等。支撑构件13也可以由其他材料制成，例如氧化铝。支撑构件13可以总体上呈筒状，如图所示。当然，支撑构件13也可以具有其他形状，本公开的范围在此方面不受限制。

在一些实施例中，可以对介质体12涂覆高导电率的金属层，例如银，以便进一步减小介质谐振器1的尺寸。该金属层可以通过电镀或其他方式涂覆在介质体12上。图10和图11示出了对介质体12进行了金属层涂覆的实施例。

如图10所示，介质体12的侧表面123上涂覆有金属层。以此方式，可以降低质谐振器1的工作频率。换言之，在相同工作频率的情况下，可以减小介质体12的尺寸，从而能够减小介质谐振器1的体积。

如图11所示，介质体12中设置有从其顶表面121延伸至其底表面122的通孔125，并且通孔125的表面上涂覆有金属层。以此方式，同样可以降低质谐振器1的工作频率。换言之，在相同工作频率的情况下，可以减小介质体12的尺寸，从而能够减小介质谐振器1的体积。在一些实施例中，通孔125沿横向方向的截面可以为圆形。在另一些实施例中，通孔125沿横向方向的截面可以为多边形。在其他实施例中，通孔125沿横向方向的截面还可以呈其他形状，本公开的范围在此方面不受限制。

在另一些实施例中，可以组合上述两种涂覆金属层的方式，即同时在介质体12的侧表面123和通孔125上涂覆金属层。这使得可以进一步减小介质体12的尺寸。

图12示出了根据本公开的第五实施例的介质谐振器1的透视图，图13示出了图12中所示的介质谐振器1的分解示意图。如图12和图13所示，介质谐振器1包括介质体12、底部支撑件14和顶部支撑件15。

介质体12可以为如在上文中所描述的陶瓷体并且包括第一顶表面、与第一顶表面相对的第一底表面、以及位于第一顶表面和第一底表面之间的第一侧表面。第一侧表面上涂覆有金属层，例如银。第一顶表面和第一底表面的外围区域涂覆有第一环形金属条126，例如银环。

底部支撑件14的介电常数小于介质体12的介电常数，且底部支撑件14的介电常数越低，对介质体12的影响越小。例如，底部支撑件14可以由氧化铝或其他介电材料制成。底部支撑件14包括与第一底表面相贴的第二顶表面、与第二顶表面相对的第二底表面、以及位于第二顶表面和第二底表面之间的第二侧表面。第二侧表面和第二底表面上涂覆有金属层，例如银。第二顶表面的外围区域涂覆有第二环形金属条146，例如银环。第二顶表面上的第二环形金属条146与第一底表面上的第一环形金属条126对应设置。

顶部支撑件15的介电常数小于介质体12的介电常数，且越低越好。例如，顶部支撑件15可以由氧化铝或其他介电材料制成。顶部支撑件15包括与第一顶表面相贴的第三底表面、与第三底表面相对的第三顶表面、以及位于第三底表面和第三顶表面之间的第三侧表面。第三侧表面和第三顶表面上涂覆有金属层，例如银。第三底表面的外围区域涂覆有第三环形金属条156，例如银环。第三底表面上的第三环形金属条156与第一顶表面上的第一环形金属条126对应设置。

在一些实施例中，可以在第二环形金属条146上设置与上文中所描述的耦合块1114类似的耦合结构，以用于实现介质谐振器1的两个模式之间的耦合。

在上述介质谐振器1中，在介质体12、底部支撑件14和顶部支撑件15上涂覆的金属层能够组合形成介质谐振器1的金属腔体，而对应设置的第一环形金属条126和第二环形金属条146相对于介质体12而言可以看作环形台阶。也就是说，可以将介质体12视为安装在环形台阶上。与根据本公开的其他实施例类似，这种布置能够使电场在介质体12中是弯曲的，因而增加了电场在介质体12中的等效电长度。等效电长度加长的结果是物理尺寸的减小。以此方式，能够减小介质谐振器1的体积，使其能够应用到5G和大规模MIMO基站中。此外，这样的介质谐振器1同样结构简单，制造成本低，性能可靠。

根据本公开的各种实施例的介质谐振器1具有多种优点，例如：

1、尺寸小；根据本公开的各种实施例的介质谐振器1能够在频率在6GHz以下的所有滤波器中实现，且单个谐振器的尺寸比传统的空气-腔体谐振器减小约50％；

2、成本低；根据本公开的各种实施例的介质谐振器1的成本与在上文中所提到的美国专利公布US2017/0263996A1中的双模谐振器相比大大降低；

3、结构简单；介质体12体可以具有简单的形状，例如为长方体或圆柱体，并且介质体12上没有其他结构，因而容易制造，且具有高公差；

4、插入损耗低；根据本公开的实施例的介质谐振器1的品质因数Q0几乎是普通金属谐振器的两倍；

5、宽杂散衰减；常规陶瓷滤波器的杂散衰减很差，但采用了根据本公开的实施例的介质谐振器1的滤波器得到了很大的改进；在一个示例中，杂散衰减足够宽，直到16GHz；因此它可以满足几乎所有大规模MIMO和5G系统，无需低通滤波器；

6、易于制造；采用了根据本公开的实施例的介质谐振器1的滤波器的调试与普通空气-腔体滤波器相同，调试螺钉用于调试频率和耦合；此外，简单的结构易于组装；

7、可靠性高；根据本公开的各种实施例的介质谐振器1的组装仅在于将介质体12的底表面122组装在台阶110上，因而温度应力已经尽可能地减小，接触质量明显高于多表面接触。

在上文中结合图2至图13所描述的各个实施例的介质谐振器1可以用在射频滤波器中。在下文中将结合图14至图23描述射频滤波器的一些示例性实施例。

图14示出了根据本公开的一个实施例的射频滤波器2的结构示意图。图14所示的射频滤波器2为直线型双模滤波器，包括一个上面提到的介质谐振器1和四个常规的同轴谐振器3。图15示出了图14中所示的射频滤波器2的拓扑图。如图15所示，射频滤波器2具有输入in和输出out，第一节点对应于图14中所示的第一个同轴谐振器3，第二节点对应于图14中所示的第二个同轴谐振器3，第三节点和第四节点对应于图14中所示的介质谐振器1，第五节点对应于图14中所示的第三个同轴谐振器3，以及第六节点对应于图14中所示的第四个同轴谐振器3。附图标记M12、M23、M24、M35、M45和M56用于指示各个谐振器之间的耦合。各个谐振器之间的耦合可以通过滤波器设计中的窗口或耦合条结构来实现。该射频滤波器2的耦合拓扑结构称为平行耦合结构或盒式耦合结构。图16示出了图14中所示的射频滤波器2的频率响应。根据图16所示的射频滤波器2的频率响应可知，该滤波器能够在上频段和下频段处实现低端零点和高端零点。

图17示出了根据本公开的另一实施例的射频滤波器2的结构示意图。图17所示的射频滤波器2为倒L型双模滤波器，包括一个上面提到的介质谐振器1和四个常规的同轴谐振器3。

图18示出了图17中所示的射频滤波器2的拓扑图。如图18所示，射频滤波器2具有输入IN和输出OUT，第一节点对应于图17中所示的第一个同轴谐振器3，第二节点对应于图17中所示的第二个同轴谐振器3，第三节点和第四节点对应于图17中所示的介质谐振器1，第五节点对应于图17中所示的第三个同轴谐振器3，以及第六节点对应于图17中所示的第四个同轴谐振器3。附图标记M12、M23、M24、M25、M45和M56用于指示各个谐振器之间的耦合。各个谐振器之间的耦合可以通过滤波器设计中的窗口或耦合条结构来实现。介质谐振器1的两种模式之间的耦合可以通过耦合块1114来实现。图17中所示的耦合块1114的位置会影响第三节点和第四节点的耦合特性。如果耦合块1114设置在如图17所示的对角线上，则第三节点和第四节点之间的耦合为“+M34”。如果耦合块1114设置在另一条对角线上，则第三节点和第四节点之间的耦合为“-M34”。如果耦合M34是“+M34”，则交叉耦合M25需要是“-M25”；而如果耦合M34是“-M34”，则交叉耦合M25需要为“+M25”。在滤波器设计中，“+”耦合通常由窗口实现，而“-”耦合通常由耦合条或导电条实现。

图19示出了图17中所示的射频滤波器2的频率响应。如图19所示，该滤波器能够在下频段或者上频段处实现两个低端零点和两个高端零点，或者在上频段和下频段各实现一个零点。

图20示出了具有交叉耦合的射频滤波器2的结构示意图。如图20所示，在两个同轴谐振器3之间添加了连接片33，从而得到交叉耦合结构，以实现信号的多路径传输。

图21示出了根据本公开的又一实施例的射频滤波器2的结构示意图。如图21所示，该射频滤波器2呈折叠配置，包括两个上面提到的介质谐振器1和四个常规的同轴谐振器3。各个谐振器之间的耦合可以通过滤波器设计中的窗口或耦合条结构来实现。介质谐振器1的两种模式之间的耦合可以通过耦合块1114来实现。

图22示出了根据本公开的又一实施例的射频滤波器2的结构示意图。如图22所示，该射频滤波器2直线型配置，包括一个上面提到的介质谐振器1和两个常规的同轴谐振器3。同轴谐振器3通过窗口与介质谐振器1耦合。在介质谐振器1的两个模式之间没有耦合。

图23示出了根据本公开的又一实施例的射频滤波器2的结构示意图。如图23所示，该射频滤波器2直线型配置，包括两个如图12所示的介质谐振器1和两个常规的同轴谐振器3。每个谐振器通过窗口与其他谐振器耦合。

虽然在上文中结合图14至图23描述了射频滤波器2，然而这仅仅用作示例。应当理解的是，根据本公开的各种实施例的介质谐振器1还可以用在其他射频滤波器2中。此外，射频滤波器2可以包括一个或多个如上所述的介质谐振器1。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种介质谐振器(1)，包括：

金属腔体(11)，所述金属腔体(11)中设置有环形台阶(110)；以及

介质体(12)，设置在所述金属腔体(11)内并且包括顶表面(121)、与所述顶表面(121)相对的底表面(122)、以及位于所述顶表面(121)与所述底表面(122)之间的侧表面(123)，所述介质体(12)的底表面(122)的外围部分被组装在所述环形台阶(110)的顶表面(1101)上，

其中所述金属腔体(11)包括底壳(111)，所述底壳(111)包括底板(1111)和侧壁(1112)，所述侧壁(1112)的底端连接至所述底板(1111)，

其中所述底壳(111)还包括成对的耦合块(1114)，分别设置在所述环形台阶(110)的两个相对角部处，并且从所述底板(1111)延伸至与所述环形台阶(110)的顶表面(1101)齐平的位置。

2.根据权利要求1所述的介质谐振器(1)，其中所述侧壁(1112)的顶端设置有开口(1113)，所述环形台阶(110)沿着所述侧壁(1112)的周向设置在所述侧壁(1112)上，并且所述环形台阶(110)的顶表面(1101)面朝所述开口(1113)，

所述金属腔体(11)还包括顶盖(112)，所述顶盖(112)覆盖所述开口(1113)，并且所述顶盖(112)与所述环形台阶(110)的顶表面(1101)之间的距离大于所述介质体(12)的厚度。

3.根据权利要求2所述的介质谐振器(1)，其中所述介质体(12)沿着横向方向的截面为矩形，所述横向方向与所述介质体(12)的厚度方向垂直，并且

其中所述侧壁(1112)沿着所述横向方向的截面为矩形。

4.根据权利要求2所述的介质谐振器(1)，其中所述介质体(12)沿着横向方向的截面为圆形，所述横向方向与所述介质体(12)的厚度方向垂直，并且

其中所述侧壁(1112)沿着所述横向方向的截面为圆形。

5.根据权利要求2所述的介质谐振器(1)，其中所述介质体(12)的底表面(122)上与所述环形台阶(110)的顶表面(1101)对应的位置处设置有导电环(124)，并且所述介质体(12)通过所述导电环(124)而被焊接在所述环形台阶(110)的顶表面(1101)上。

6.根据权利要求2所述的介质谐振器(1)，还包括：

支撑构件(13)，设置在所述顶盖(112)与所述介质体(12)的顶表面(121)之间，以将所述介质体(12)压在所述环形台阶(110)的顶表面(1101)上。

7.根据权利要求6所述的介质谐振器(1)，其中所述支撑构件(13)总体上呈筒状。

8.根据权利要求1所述的介质谐振器(1)，其中所述介质体(12)的侧表面(123)上涂覆有金属层。

9.根据权利要求1所述的介质谐振器(1)，其中所述介质体(12)中设置有从其顶表面(121)延伸至其底表面(122)的通孔(125)，并且所述通孔(125)的表面上涂覆有金属层。

10.根据权利要求1所述的介质谐振器(1)，其中所述介质体(12)包括陶瓷体。

11.一种介质谐振器(1)，包括：

介质体(12)，所述介质体(12)包括第一顶表面、与所述第一顶表面相对的第一底表面、以及位于所述第一顶表面和所述第一底表面之间的第一侧表面，所述第一侧表面上涂覆有金属层，并且所述第一顶表面和所述第一底表面的外围区域涂覆有第一环形金属条(126)；

底部支撑件(14)，所述底部支撑件(14)的介电常数小于所述介质体(12)的介电常数，并且所述底部支撑件(14)包括与所述第一底表面相贴的第二顶表面、与所述第二顶表面相对的第二底表面、以及位于所述第二顶表面和所述第二底表面之间的第二侧表面，所述第二侧表面和所述第二底表面上涂覆有金属层，并且所述第二顶表面的外围区域涂覆有第二环形金属条(146)，所述第二顶表面上的所述第二环形金属条(146)与所述第一底表面上的所述第一环形金属条(126)对应设置；以及

顶部支撑件(15)，所述顶部支撑件(15)的介电常数小于所述介质体(12)的介电常数，并且所述顶部支撑件(15)包括与所述第一顶表面相贴的第三底表面、与所述第三底表面相对的第三顶表面、以及位于所述第三底表面和所述第三顶表面之间的第三侧表面，所述第三侧表面和所述第三顶表面上涂覆有金属层，并且所述第三底表面的外围区域涂覆有第三环形金属条(156)，所述第三底表面上的所述第三环形金属条(156)与所述第一顶表面上的所述第一环形金属条(126)对应设置。

12.根据权利要求11所述的介质谐振器(1)，其中所述介质体(12)包括陶瓷体。

13.一种射频滤波器，包括根据权利要求1至12中任一项所述的介质谐振器(1)。

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