CN208548438U - 一种tem模介质滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种TEM模介质滤波器，包括谐振腔，所述谐振腔具有：盲孔，所述盲孔开设在所述谐振腔的一侧表面，所述盲孔的内表面与该侧表面均具有导电层；和绝缘部，所述绝缘部环绕在所述盲孔的孔口的外周，隔绝所述盲孔的内表面与对应侧表面的导电层。该TEM模介质滤波器中的谐振腔通过盲孔形式实现容性耦合方式，并可通过调节盲孔的直径以及深度来精确控制调节耦合量的大小。提升远端抑制、可满足构造多种拓扑结构的TEM模介质滤波器的要求。

Description

一种TEM模介质滤波器

技术领域

本实用新型涉及滤波器领域，特别涉及一种TEM模介质滤波器。

背景技术

TEM模介质滤波器具有体积小，价格便宜的优势，广泛应用于无线通信领域。但随着通信技术的发展，对TEM模介质滤波器的性能提出了更高的要求，在现有技术中，TEM模介质滤波器具有远端抑制差的缺点，无法满足现代无线通信系统对功放两倍频杂散进行抑制的要求，需要外加低通滤波器解决两倍频处的抑制，增加了系统的成本和复杂程度，因此迫切需求解决TEM模介质滤波器的远端抑制问题。如何对TEM模介质滤波器进行改进，提升其远端抑制，降低泄漏影响，实现传输零点位置的精确设计，并实现更复杂的拓扑结构，是本领域技术人员一直待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种TEM模介质滤波器，该TEM模介质滤波器提供一种馈电结构可以提升滤波器远端抑制，增加了滤波器对系统两倍频处杂散信号的抑制，并提供一种容性耦合的结构，用于实现折叠拓扑，在通带近端实现了更多的传输零点，并因为泄漏的降低，实现了零点位置的精确设计。

本实用新型的一个实施例中提供一种TEM模介质滤波器，包括谐振腔，所述谐振腔具有：

盲孔，所述盲孔开设在所述谐振腔的一侧表面，所述盲孔的内表面与该侧表面均具有导电层；和

绝缘部，所述绝缘部环绕在所述盲孔的孔口的外周，隔绝所述盲孔的内表面与对应侧表面的导电层。

可选地，所述谐振腔为与所述TEM模介质滤波器的输入端连接的首谐振腔或与所述TEM 模介质滤波器的输出端连接的尾谐振腔，所述盲孔和所述绝缘部设置在所述首谐振腔或所述尾谐振腔的底面，形成馈电结构与所述输入端或所述输出端连接。

可选地，所述盲孔的轴线方向与所述首谐振腔或所述尾谐振腔的主模电场最强处的电场方向平行，所述馈电结构与主模形成电耦合。

可选地，所述盲孔的轴线方向与所述TEM模介质滤波器的TE模式高次模的电场方向垂直。

可选地，所述TEM模介质滤波器包括并排设置的第一谐振腔排和第二谐振腔排，所述第一谐振腔排包括第一谐振腔、第二谐振腔排包括第二谐振腔，负耦合对接的所述第一谐振腔与所述第二谐振腔均为所述谐振腔，所述盲孔和所述绝缘部设置在所述第一谐振腔和所述第二谐振腔相对的表面，且所述第一谐振腔上的所述盲孔与所述第二谐振腔上的所述盲孔对接、形成容性耦合结构。

可选地，正耦合对接的所述第一谐振腔和所述第二谐振腔均具有磁耦合结构，所述磁耦合结构包括：

磁耦合窗口，所述磁耦合窗口设置在所述第一谐振腔与所述第二谐振腔相对的表面，所述第一谐振腔与所述第二谐振腔的腔外表面在所述磁耦合窗口处不具有导电层。

可选地，所述谐振腔的所有表面均具有导电层。

可选地，所述盲孔的横截面呈圆形设置。

可选地，所述绝缘部呈圆环状环绕在所述盲孔的孔口外周。

可选地，所述导电层为镀银层。

附图说明

图1为本实用新型的一种具体实施例中谐振腔的结构意图；

图2a和图2b为本实用新型的TEM模介质滤波器的的主模、TE模式高次模的电场分布图；

图3为本实用新型中跨排相连接的两个邻腔的容性耦合的示意图；

图4为本实用新型一种具体实施例中的TEM模介质滤波器的示意图；

图5为图4对应的拓扑结构示意图；

图6为本实用新型的一种具体实施例中TEM模介质滤波器的近端散射参数波形图；

图7为本实用新型的一种具体实施例中TEM模介质滤波器的远端散射参数波形图；

图8为本实用新型另一种具体实施例中的TEM模介质滤波器的示意图；

图9为图8对应的拓扑结构示意图；

图10为本实用新型的图8中的TEM模介质滤波器的远端散射参数波形图；

图11为本实用新型中跨排相连接的两个邻腔的磁性耦合的示意图。

附图标记：

10 谐振腔；

10a 盲孔；

10b 绝缘部；

10c 深盲孔；

1 第一谐振腔排

11 容性耦合第一谐振腔；

12 磁性耦合第一谐振腔；

1a 第一盲孔；

1b 第一绝缘部；

1c 第一磁耦合窗口；

2 第二谐振腔排；

21 容性耦合第二谐振腔；

22 磁性耦合第二谐振腔；

2a 第二盲孔；

2b 第二绝缘部；

2c 第二磁耦合窗口；

30 输入端；

40 输出端。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

为了解决现有技术中，TEM模介质滤波器的远端抑制较差，复杂拓扑难以实现，泄漏问题较严重，传输零点位置不能精确设计等技术问题。本实用新型提供一种TEM模介质滤波器，该TEM模介质滤波器中的谐振腔包括一个调节频率的深盲孔，谐振腔之间通过盲孔形式实现容性耦合方式，通过调节盲孔的直径以及深度来精确控制调节耦合量的大小；谐振腔之间通过开窗形式实现磁耦合。由此，通过盲孔结构作为馈电结构、腔间耦合结构能够降低TE模式高次模的激励、实现更低泄漏的，更复杂的拓扑结构的TEM 模介质滤波器。

参见图1所示，图1为本实用新型的一种具体实施例中谐振腔的结构意图。

本实用新型提供一种TEM模介质滤波器，该TEM模介质滤波器包括谐振腔，该谐振腔具有盲孔和绝缘部。

如图1所示，盲孔10a开设在谐振腔10的一侧表面，盲孔10a的内表面与该侧表面均具有导电层，而绝缘部10b环绕在盲孔10a的孔口的外周，隔绝盲孔10a的内表面与对应侧表面的导电层。

在TEM模介质滤波器中，首谐振腔与TEM模介质滤波器的输入端连接，而尾谐振腔与TEM模介质滤波器的输出端连接。当该谐振腔10作为首谐振腔或者尾谐振腔时，上述的盲孔10a和绝缘部10b设置在首谐振腔或尾谐振腔的底面，从而形成馈电结构以用于首谐振腔与输入端连接、尾谐振腔与输出端连接。

采用该结构的馈电结构，即在首谐振腔或尾谐振腔的底面开设一个盲孔10a，并在盲孔10a的孔口外周设置一圈绝缘部10b，从而使得镀有导电层的盲孔10a的内表面与底面表层的相互绝缘。这样，通过该结构的馈电结构能够在保证对主模耦合的同时，降低横电波TE模式高次模的激励，从源头消除TE模式高次模的传输，进而实现对TE模式高次模的抑制。如此，也就提升了对最接近主模的频率的TE模式的抑制，提升了滤波器的远端抑制性能。

在本实用新型提供的谐振腔10中，通过深盲孔10c结构替代现有技术中通孔加表层图案的谐振腔结构，这里的深盲孔10c是与上述的盲孔10a进行区别，相对而言，深盲孔10c的深度比上述实施例中谐振腔10的盲孔10a的深度更深，深盲孔10c结构的谐振腔可以通过该深盲孔10c降低该谐振腔的频率和体积，增加主模与高次模的频率差，对比现有技术的谐振腔结构，采用深盲孔10c的谐振腔不包含裸露的表层金属图案，能够降低因表层图案裸露引起的泄漏，不需要外加屏蔽挡板，并可以提高谐振腔的Q值。在本实用新型提供的谐振腔10中均可通过深盲孔10c替代通孔。并且，在深盲孔10c的封闭端对应的表面即为上述的首谐振腔或尾谐振腔的底面。

在TEM模介质滤波器中，首谐振腔和尾谐振腔可其中一者采用上述谐振腔10结构，也可两者均采用上述的谐振腔10的结构。

在一种优选地实施例中，将盲孔10a开设于首谐振腔或尾谐振腔的主模的电场最强处，并轴线方向与主模该处的电场方向平行，能够充分保证对主模的耦合，确保TEM模介质滤波器性能。

进一步地，盲孔10a的轴线方向与TEM模介质滤波器的TE模式高次模的电场方向垂直，从而降低输入输出对TE模式高次模的激励，盲孔10a的轴向方向与主模的电场方向同向设置。如图2a和图2b所示，主模电场最强处的电场方向F1与TE模式高次模的电场方向F2相互垂直。如此设置，将盲孔10a的轴向方向垂直TE模式高次模的电场方向，可以最小化对TE模式高次模的激励，从而降低TE模式高次模传输，实现对TE模式高次模抑制。而同时，又保证盲孔10a的轴向方向与主模的电场方向同向设置，能够保证对主模的耦合。

在首谐振腔、尾谐振腔中，盲孔10a的位置还可设置在底面的任意位置，其盲孔10a的位置根据该TEM模介质滤波器的需求而定。

对于该盲孔10a的深度以及直径大小根据馈电结构需要实现容性耦合量来确定，通过调整盲孔10a的深度以及直径大小可以灵活地调整容性耦合量的大小。因此，本实用新型并不对盲孔10a的深度以及直径的大小进行限定。

首谐振腔与输入端、尾谐振腔与输出端的安装方式可以有不同形式。

上述针对谐振腔作为首谐振腔或尾谐振腔时，对上述盲孔10a和绝缘部10b的位置及其作用进行了阐述。下面结合附图3、图4和图5所示，对谐振腔作为跨排的相连接的邻腔时进行阐述，图3为本实用新型中跨排相连接的两个邻腔的容性耦合的示意图；图4为本实用新型一种具体实施例中的TEM模介质滤波器的示意图；图5为图4对应的结构简图。

如图3、图4和图5所示，在一种具体实施例中，TEM模介质滤波器包括第一谐振腔排1和第二谐振腔排2，而第一谐振腔排1包括第一谐振腔、第二谐振腔排2包括第二谐振腔。其中，第一谐振腔排1可包括一个或者多个第一谐振腔、第二谐振腔排2也可包括一个或多个第二谐振腔。在相邻的第一谐振腔排1与第二谐振腔排2之间，其需要实现负耦合对接的第一谐振腔为容性耦合第一谐振腔11、第二谐振腔为容性耦合第二谐振腔21，两者均为本实用新型提供的上述谐振腔10，即需要实现负耦合对接的容性耦合第一谐振腔11与容性耦合第二谐振腔21的表面均设有盲孔10a和绝缘部10b。并且，盲孔10a和绝缘部10b设置在容性耦合第一谐振腔11与容性耦合第二谐振腔21相对的表面上，容性耦合第一谐振腔11的表面上的为第一盲孔1a、第一绝缘部1b，容性耦合第二谐振腔21的表面上的为第二盲孔2a、第二绝缘部2b，第一盲孔1a与第二盲孔2a 等直径且孔口对接，从而形成跨排的相连接的邻腔之间的容性耦合结构。

通过上述设置，即采用由第一盲孔1a、第一绝缘部1b与第二盲孔2a、第二绝缘部2b形成的容性耦合结构能够实现跨排的相连接的容性耦合第一谐振腔11与容性耦合第二谐振腔21的容性耦合，实现理论要求的拓扑结构。具体可参见图4和图5所示的一种拓扑结构。在具体实施例中，包括一排第一谐振腔排1和一排第二谐振腔排2，其第一谐振腔排1包括三个第一谐振腔、第二谐振腔排2包括三个第二谐振腔，根据对TEM模介质滤波器的设计要求实现如图4和图5所示的拓扑结构，并且，位于第一谐振腔排1 中间的容性耦合第一谐振腔11与位于第二谐振腔排2中间的容性耦合第二谐振腔21进行负耦合。在第一谐振腔排1中间的容性耦合第一谐振腔11的表面设置第一盲孔1a、第一绝缘部1b，在第二谐振腔排2中间的容性耦合第二谐振腔21的表面设置第二盲孔2a、第二绝缘部2b，并将两个表面焊接，从而实现了容性耦合。

通过本实用新型提供的上述由第一盲孔1a、第一绝缘部1b和第二盲孔2a、第二绝缘部2b形成的容性耦合结构，能够实现双排的拓扑结构对容性耦合的要求，优化TEM 模介质滤波器的拓扑结构，可以提高TEM介质滤波器近端抑制，提升TEM模介质滤波器的性能。

结合附图6所示，相比现有技术中单排的六腔的TEM模介质滤波器，采用上述双排布局、深盲孔替代通孔结构的六腔的TEM模介质滤波器时，能够实现折叠拓扑，可以实现更多的带外零点，如图6所示为图4示出的具体实施例中的六个腔实现了四个传输零点，相比现有技术，更多的传输零点进一步提升了TEM模介质滤波器的近端抑制。结合附图7所示，9G以内的频率下，能够实现15dB以上的抑制度，远端抑制频率范围可达到2.4倍频以上，满足了现代通信系统对两倍处功放杂散的抑制要求。

并且，通过上述由第一盲孔1a、第一绝缘部1b和第二盲孔2a、第二绝缘部2b形成的容性耦合结构可以实现复杂多变的拓扑结构，零点的位置可以精确控制，并且以更少的腔数实现更高的近端抑制上述是基于本实用新型提供的容性耦合结构实现的双排的六腔形式的拓扑结构，基于上述容性耦合结构，还可构造双排的八腔的拓扑结构的TEM模介质滤波器，如图8和图9所示，在该具体实施例中，该TEM模介质滤波器具有八个谐振腔，第一谐振腔排1包括四个第一谐振腔、第二谐振腔排2包括四个第二谐振腔，第一谐振腔排1与第二谐振腔排2相邻，并且，在图中第一谐振腔排1的容性耦合第一谐振腔11与对应的容性耦合第二谐振腔21进行容性耦合。采用该结构的TEM模介质滤波器时，附图10中圈出的部分为四零点，对高次模谐波的抑制，从而使得远端抑制频率由传统方案的1.7倍频推远到2.4倍频，满足了现代通信系统对两倍处功放杂散的抑制要求。需要说明的是，本文中采用“第一、第二”对谐振腔排、谐振腔进行限定用于区别相同的结构，，其第一谐振腔排1和第二谐振腔排2交替排布，仅为了清楚阐述技术方案，其并不对其主次、先后以及作用构成任何限制。

上述给出了两种基于第一盲孔1a、第一绝缘部1b和第二盲孔2a、第二绝缘部2b形成的容性耦合结构的TEM模介质滤波器的具体实施例。上述实施例均为包括一排第一谐振腔排1、一排第二谐振腔排2的拓扑结构，当然，通过本实用新型提供的盲孔10a和绝缘部10b的结构能够构造不同拓扑结构的TEM模介质滤波器。因此，对具体包括排数以及谐振腔的数量并不进行限制。

对于上述TEM模介质滤波器，正耦合对接的第一谐振腔为磁性耦合第一谐振腔12、第二谐振腔为磁性耦合第二谐振腔22，两者均具有磁耦合结构，该磁耦合结构包括磁耦合窗口，其磁耦合窗口设置在磁性耦合第一谐振腔12与磁性耦合第二谐振腔22相对的表面，并且将磁性耦合第一谐振腔12与磁性耦合第二谐振腔22的腔表面由各自对应的磁耦合窗口暴露。也就是说，在该磁耦合窗口处，磁性耦合第一谐振腔12的腔表面为第一磁耦合窗口1c、磁性耦合第二谐振腔22的腔表面处为第二磁耦合窗口2c，第一磁耦合窗口1c和第二磁耦合窗口2c范围内均不镀导电层，从而使得磁性耦合第一谐振腔12 与磁性耦合第二谐振腔22通过第一磁耦合窗口1c和第二磁耦合窗口2c对接实现磁耦合。具体地请结合附图4和附图11所示。

其中，相对连接的磁性耦合第一谐振腔12的第一磁耦合窗口1c与磁性耦合第二谐振腔22的第二磁耦合窗口2c的形状及尺寸相对应，以实现对接。

磁耦合窗口的形状并不仅限于附图中的矩形，还可为其他的形状，本实用新型并不对磁耦合窗口的形状进行限定。

在具体实施例中，磁耦合窗口的尺寸根据TEM模介质滤波器的耦合量的大小而设定。因此，本实用新型也并对磁耦合窗口的大小进行限定。

磁耦合窗口的形成可通过激光刻蚀或者丝网网印的方法实现。

与现有技术中采用通孔加图案设计形成半开放的谐振腔相比，本实用新型提供的谐振腔10的所有表面均具有上述的导电层，使得谐振腔10形成一个封闭腔，有效降低了谐振腔10的泄漏。

在具体实施例中，导电层可采用镀银层。

对于盲孔10a而言，盲孔10a的横截面呈圆形设置，还可为其他横截面形状的盲孔10a，只需满足上述对于盲孔10a的要求，实现上述功能即可。同时，绝缘部10b呈圆环状环绕在盲孔10a的孔口外周，采用这种结构，易于加工，便于匹配安装。当然，对于该绝缘部10b的形状也可采用其他的形状，只需能够封闭环绕在盲孔10a外周，从而将盲孔10a的内表面的镀银层与谐振腔10的表面的镀银层进行绝缘即可。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用于限制本发明，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种TEM模介质滤波器，其特征在于，包括谐振腔(10)，所述谐振腔(10)具有：

盲孔(10a)，所述盲孔(10a)开设在所述谐振腔(10)的一侧表面，所述盲孔(10a)的内表面与该侧表面均具有导电层；和

绝缘部(10b)，所述绝缘部(10b)环绕在所述盲孔(10a)的孔口的外周，隔绝所述盲孔(10a)的内表面与对应侧表面的导电层。

2.根据权利要求1所述的TEM模介质滤波器，其特征在于，所述谐振腔(10)为与所述TEM模介质滤波器的输入端连接的首谐振腔或与所述TEM模介质滤波器的输出端连接的尾谐振腔，所述盲孔(10a)和所述绝缘部(10b)设置在所述首谐振腔或所述尾谐振腔的底面，形成馈电结构与所述输入端或所述输出端连接。

3.根据权利要求2所述的TEM模介质滤波器，其特征在于，所述盲孔(10a)的轴线方向与所述首谐振腔或所述尾谐振腔的主模电场最强处的电场方向平行，所述馈电结构与主模形成电耦合。

4.根据权利要求2所述的TEM模介质滤波器，其特征在于，所述盲孔(10a)的轴线方向与所述TEM模介质滤波器的TE模式高次模的电场方向垂直。

5.根据权利要求1所述的TEM模介质滤波器，其特征在于，所述TEM模介质滤波器包括并排设置的第一谐振腔排(1)和第二谐振腔排(2)，所述第一谐振腔排(1)包括第一谐振腔、第二谐振腔排(2)包括第二谐振腔，负耦合对接的所述第一谐振腔与所述第二谐振腔均为所述谐振腔(10)，所述盲孔(10a)和所述绝缘部(10b)设置在所述第一谐振腔和所述第二谐振腔相对的表面，且所述第一谐振腔上的所述盲孔(10a)与所述第二谐振腔上的所述盲孔(10a)对接、形成容性耦合结构。

6.根据权利要求5所述的TEM模介质滤波器，其特征在于，正耦合对接的所述第一谐振腔和所述第二谐振腔均具有磁耦合结构，所述磁耦合结构包括：

磁耦合窗口，所述磁耦合窗口设置在所述第一谐振腔与所述第二谐振腔相对的表面，所述第一谐振腔与所述第二谐振腔的腔外表面在所述磁耦合窗口处不具有导电层。

7.根据权利要求1-6任一项所述的TEM模介质滤波器，其特征在于，所述谐振腔(10)的所有表面均具有导电层。

8.根据权利要求1-6任一项所述的TEM模介质滤波器，其特征在于，所述盲孔(10a)的横截面呈圆形设置。

9.根据权利要求8所述的TEM模介质滤波器，其特征在于，所述绝缘部(10b)呈圆环状环绕在所述盲孔(10a)的孔口外周。

10.根据权利要求1-6任一项所述的TEM模介质滤波器，其特征在于，所述导电层为镀银层。