CN114927845A - 一种单腔多模介质腔体带通滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于滤波器技术领域，尤其涉及一种单腔多模介质腔体带通滤波器，包括三个介质块、连接三个介质块的两个介质板、以及设置在介质块和介质板的整体表面上的金属涂层，三个介质块包括中间介质块及设于中间介质块两端的两个端部介质块，中间介质块与端部介质块之间通过介质板连接在一起，中间介质块的底部设有两个相同的金属盲孔，两个端部介质块的底部设有两个同轴馈电结构。本发明在三个介质块搭建的架构基础上通过改变介质块尺寸、放置金属盲孔和同轴馈电结构来提高滤波器的选择性、带外抑制性能，并改善滤波器带内性能，因此本介质腔体带通滤波器具有结构简单、易于生产、实用性强、性能突出的优点，很好地满足现代通讯系统的要求。

Description

一种单腔多模介质腔体带通滤波器
技术领域
本发明属于滤波器技术领域，尤其涉及一种单腔多模介质腔体带通滤波器。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展以及无线电媒体业务的持续增长，低费用、更有效、更高品质的无线通信系统需要高性能、小体积、低损耗的腔体滤波器。随着介质材料的不断改进，使得材料在微波频段应用中可以同时满足高无载Q值、高介电常数与小温度漂移的特性，可以作为微波谐振器。
电磁波在介质中的波长与介电常数的平方根成反比，而比较常用的陶瓷介质，其介电常数通常可以达到20～100，甚至更高，所以，由介质谐振器构成的滤波器比金属空腔谐振腔要小很多。同时，介质谐振器的无载Q值高，所构成的滤波器的选择性就会很好。介质腔体带通滤波器由于体积小、性能好，目前已经逐渐应用到各类通信基站中。
但是，目前所使用的介质腔体带通滤波器因结构本身缺陷，其滤波器性能相对有限，不能够很好的满足已经到来的5G和即将到来的6G通信领域的高性能要求，所以研究并设计一种性能更突出的介质腔体带通滤波器具有非常重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为提供一种单腔多模介质腔体带通滤波器，旨在解决背景技术当中的至少一个技术问题。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种单腔多模介质腔体带通滤波器，包括三个介质块、连接所述三个介质块的两个介质板、以及设置在所述介质块和所述介质板的整体表面上的金属涂层，所述三个介质块包括中间介质块及设于所述中间介质块两端的两个端部介质块，所述中间介质块与所述端部介质块之间通过所述介质板连接在一起，所述中间介质块的底部设有两个相同的金属盲孔，两个所述端部介质块的底部设有两个同轴馈电结构。
进一步地，两个所述同轴馈电结构以所述单腔多模介质腔体带通滤波器的中轴线为对称线对称放置。
进一步地，两个所述金属盲孔以所述单腔多模介质腔体带通滤波器的中轴线为对称线对称放置。
进一步地，两个所述端部介质块平行设置，所述中间介质块与所述端部介质块垂直设置。
进一步地，所述中间介质块和所述端部介质块均为矩形介质块；或者
所述中间介质块为矩形介质块，所述端部介质块为椭圆形介质块。
进一步地，所述中间介质块和所述端部介质块通过陶瓷材料烧结成型。
进一步地，所述中间介质块、所述端部介质块及所述介质板的高度相等。
进一步地，所述介质板与所述中间介质块与所述端部介质块粘黏在一起。
进一步地，所述介质块内部设有空腔，三个所述介质块的内部空腔相通，所述空腔内填充有介质气体。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：通过对三个介质块进行位置布局，并在中间介质块的底部设置两个相同且对称的金属盲孔，还在两个中间介质块的底部设置同轴馈电结构，两个同轴馈电结构相同且对称，以在三个介质块搭建的架构基础上通过改变介质块尺寸、并放置金属盲孔和同轴馈电结构来提高滤波器的选择性、带外抑制性能，并改善滤波器带内性能，因此本单腔多模介质腔体带通滤波器具有结构简单、易于生产、实用性强、性能突出的优点，能够很好地满足现代通讯系统的要求。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的单腔多模介质腔体带通滤波器的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的单腔多模介质腔体带通滤波器的S参数响应曲线；
图3是本发明实施例二提供的单腔多模介质腔体带通滤波器的结构示意图；
图4是本发明实施例二提供的单腔多模介质腔体带通滤波器的S参数响应曲线；
图5是本发明实施例三提供的单腔多模介质腔体带通滤波器的结构示意图；
图6是本发明实施例三提供的单腔多模介质腔体带通滤波器的S参数响应曲线；
图7是本发明实施例一至三提供的单腔多模介质腔体带通滤波器的S参数响应曲线的对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
如图1所示，为本发明实施例一提供的一种单腔多模介质腔体带通滤波器，包括三个介质块、连接三个介质块的两个相同的介质板3、以及设置在介质块和介质板3的整体表面上的金属涂层，三个介质块包括中间介质块1及设于中间介质块1两端的两个相同的端部介质块2，中间介质块1与端部介质块2之间通过介质板3连接在一起，两个端部介质块2的底部设有两个相同的同轴馈电结构4，两个同轴馈电结构4以单腔多模介质腔体带通滤波器的中轴线为对称线对称放置。
具体地，两个端部介质块2平行设置，中间介质块1与所述端部介质块2垂直设置，即本单腔多模介质腔体带通滤波器整体呈“工”字型结构。中间介质块1和端部介质块2均为矩形介质块，且可以通过陶瓷材料烧结成型。中间介质块1、端部介质块2及介质板3的高度相等，介质板3与中间介质块1与端部介质块2粘黏在一起，也即两块介质板3将三个介质块粘黏在一起。在实施例一当中，中间介质块1的长度为23.3mm、宽度为19.3mm、高度为8.3mm，端部介质块2的长度为68.5mm、宽度为36.5mm、高度为8.3mm。
如图2所示，为本发明实施例一提供的一种单腔多模介质腔体带通滤波器的S参数响应曲线，可以看出该滤波器为四阶滤波器，通带中心频率在1.53GHz，|S11|小于-25dB，上、下阻带各有一个传输零点，使得滤波器能实现较好的带内性能和带外抑制性能。
在其他实施例当中，中间介质块可以为矩形介质块，端部介质块可以为椭圆形介质块，整体构成哑铃形状的滤波器。另外，在其他实施例当中，介质块内部设有空腔，三个介质块的内部空腔相通，也即中间介质块和两个端部介质块的内部均设有空腔，空腔之间相互连通，空腔内填充有介质气体，提高滤波器带内性能。
实施例二
如图3所示，为本发明实施例二提供的一种单腔多模介质腔体带通滤波器，包括三个介质块、连接三个介质块的两个相同的介质板3、以及设置在介质块和介质板3的整体表面上的金属涂层，三个介质块包括中间介质块1及设于中间介质块1两端的两个相同的端部介质块2，中间介质块1与端部介质块2之间通过介质板3连接在一起，两个端部介质块2的底部设有两个相同的同轴馈电结构4，两个同轴馈电结构4以单腔多模介质腔体带通滤波器的中轴线为对称线对称放置。中间介质块1的底部设有两个相同的金属盲孔5，两个金属盲孔5以单腔多模介质腔体带通滤波器的中轴线为对称线对称放置。在其他实施例当中，金属盲孔5和同轴馈电结构4均可以采用金属通孔来代替。
具体地，两个端部介质块2平行设置，中间介质块1与所述端部介质块2垂直设置，即本单腔多模介质腔体带通滤波器整体呈“工”字型结构。中间介质块1和端部介质块2均为矩形介质块，且可以通过陶瓷材料烧结成型。中间介质块1、端部介质块2及介质板3的高度相等，介质板3与中间介质块1与端部介质块2粘黏在一起，也即两块介质板3将三个介质块粘黏在一起。在实施例一当中，中间介质块1的长度为45mm、宽度为19.2mm、高度为8.7mm，端部介质块2的长度为70.2mm、宽度为35.6mm、高度为8.7mm。
如图4所示，为本发明实施例二提供的一种单腔多模介质腔体带通滤波器的S参数响应曲线，可以看出该滤波器为五阶滤波器，通带中心频率在1.535GHz，|S11|小于-20dB，下阻带有一个传输零点，上阻带有两个传输零点，且如图7所示，相较于实施例一，本实施例具有更高的选择性和更好的带外抑制性能。
实施例三
如图5所示，为本发明实施例三提供的一种单腔多模介质腔体带通滤波器，包括三个介质块、连接三个介质块的两个相同的介质板3、以及设置在介质块和介质板3的整体表面上的金属涂层，三个介质块包括中间介质块1及设于中间介质块1两端的两个相同的端部介质块2，中间介质块1与端部介质块2之间通过介质板3连接在一起，两个端部介质块2的底部设有两个相同的同轴馈电结构4，两个同轴馈电结构4以单腔多模介质腔体带通滤波器的中轴线为对称线对称放置。中间介质块1的底部设有两个相同的金属盲孔5，两个金属盲孔5以单腔多模介质腔体带通滤波器的中轴线为对称线对称放置。
具体地，两个端部介质块2平行设置，中间介质块1与所述端部介质块2垂直设置，即本单腔多模介质腔体带通滤波器整体呈“工”字型结构。中间介质块1和端部介质块2均为矩形介质块，且可以通过陶瓷材料烧结成型。中间介质块1、端部介质块2及介质板3的高度相等，介质板3与中间介质块1与端部介质块2粘黏在一起，也即两块介质板3将三个介质块粘黏在一起。在实施例一当中，中间介质块1的长度为74.4mm、宽度为19.6mm、高度为7.6mm，端部介质块2的长度为69.2mm、宽度为35.6mm、高度为7.6mm。
如图6所示，为本发明实施例二提供的一种单腔多模介质腔体带通滤波器的S参数响应曲线，可以看出该滤波器为六阶滤波器，通带中心频率在1.543GHz，|S11|小于-18dB，上、下阻带各有一个传输零点，且如图7所示，相较于实施例二，本实施例具有更高的选择性和更好的带外抑制性能。
需要说明的是，通常，工程应用上滤波器的|S11|一般要求小于-15dB，这是正常的标准，也就是说，本发明中的滤波器在满足要求的条件下能够在通带频段内正常工作，且选择性高、带外抑制性能好。
综上所述，本发明提出了一种性能突出、结构简单的单腔多模介质腔体带通滤波器，且可以通过改变介质块尺寸来提高滤波器的选择性和带外抑制性能，采用放置金属盲孔的方式改善滤波器带内性能，具有结构简单、易于生产、实用性强、选择性高、带外抑制性能好的优点，能够很好地满足现代通讯系统的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单腔多模介质腔体带通滤波器，其特征在于，包括三个介质块、连接所述三个介质块的两个介质板、以及设置在所述介质块和所述介质板的整体表面上的金属涂层，所述三个介质块包括中间介质块及设于所述中间介质块两端的两个端部介质块，所述中间介质块与所述端部介质块之间通过所述介质板连接在一起，所述中间介质块的底部设有两个相同的金属盲孔，两个所述端部介质块的底部设有两个同轴馈电结构。
2.根据权利要求1所述的单腔多模介质腔体带通滤波器，其特征在于，两个所述同轴馈电结构以所述单腔多模介质腔体带通滤波器的中轴线为对称线对称放置。
3.根据权利要求1或2所述的单腔多模介质腔体带通滤波器，其特征在于，两个所述金属盲孔以所述单腔多模介质腔体带通滤波器的中轴线为对称线对称放置。
4.根据权利要求1所述的单腔多模介质腔体带通滤波器，其特征在于，两个所述端部介质块平行设置，所述中间介质块与所述端部介质块垂直设置。
5.根据权利要求1所述的单腔多模介质腔体带通滤波器，其特征在于，所述中间介质块和所述端部介质块均为矩形介质块；或者
所述中间介质块为矩形介质块，所述端部介质块为椭圆形介质块。
6.根据权利要求5所述的单腔多模介质腔体带通滤波器，其特征在于，所述中间介质块和所述端部介质块通过陶瓷材料烧结成型。
7.根据权利要求1所述的单腔多模介质腔体带通滤波器，其特征在于，所述中间介质块、所述端部介质块及所述介质板的高度相等。
8.根据权利要求7所述的单腔多模介质腔体带通滤波器，其特征在于，所述介质板与所述中间介质块与所述端部介质块粘黏在一起。
9.根据权利要求1所述的单腔多模介质腔体带通滤波器，其特征在于，所述介质块内部设有空腔，三个所述介质块的内部空腔相通，所述空腔内填充有介质气体。
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