CN209730117U - 一种空腔高q三模介质谐振结构及含有该谐振结构的滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利公开了一种空腔高Q三模介质谐振结构及含有该谐振结构的滤波器，包括空腔和盖板，空腔内设置由类似正方体介质谐振块及介质支撑架组成，类似正方体介质谐振块与介质支撑架构成三模介质谐振杆，三模介质谐振杆与空腔内壁之间为空气,类似正方体介质谐振块一端或者任意端分别与介质支撑架连接，介质支撑架与空腔内壁进行连接，类似正方体介质谐振块在空腔的X、Y、Z轴三个方向形成三模谐振。使用了本实用新型的空腔滤波器的体积比现有的空腔滤波器的体积减小40％，插入损耗减小30％以上，其能够保证谐振杆与腔体的较小间距下获得高Q值。

Description

一种空腔高Q三模介质谐振结构及含有该谐振结构的滤波器

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域中所用的基站滤波器、天馈类滤波器、合路器及抗干扰滤波器等，滤波器的种类可以为带通、带阻、高通、低通，具体涉及一种高Q三模介质谐振结构及含有该高Q三模介质谐振结构的滤波器。

背景技术

随着第四代移动通讯向第五代移动通讯的快速发展，对通讯设备的小型化和高性能化的要求越来越高。传统滤波器由于其金属腔体积较大且性能一般，故逐渐被单模介质滤波器取代，单模介质滤波器主要包括TE01模介质滤波器和TM模介质滤波器，TE01模介质滤波器和TM模介质滤波器一般多采用单模介质谐振的方式，该谐振方式虽然能够提升一定Q值，但其存在制作成本高、体积大的缺点。

为了解决单模介质滤波器成本高、体积大的技术问题，三模介质滤波器应运而生。现有技术中，三模介质滤波器一般分为TE三模滤波器和TM三模滤波器。TE三模滤波器具有耦合方式复杂、体积大、 Q值高的特点；TM三模滤波器具有耦合方式简单、体积小、Q值低的特点。对于相同频段的TE三模滤波器和TM三模滤波器而言，TM 三模滤波器的重量、成本和体积比TE三模滤波器的小得多。故现有技术中一般将TE三模滤波器用于设计窄带滤波器，其余类型的滤波器一般采用TM三模滤波器。由于TM三模滤波器的介质谐振块上会焙银，焙银后在银层和介质谐振块的表面之间形成了玻璃态的物质，导致实际导电率大大下降，从而实际Q值较低，进一步限制了TM三模滤波器的使用范围。故如何获得一种小体积、高Q值的TM三模滤波器是滤波器研发的新方向。

现有的TM三模滤波器，其一般均是采用立方体/类立方体/球形谐振腔内设置立方体/类立方体/球形介质谐振块的结构，介质谐振块由介质基座支撑，且谐振腔的单边尺寸与介质谐振块的单边尺寸的比值一般大于1.6。当谐振腔的体积保持不变且介质谐振块略微变大时或者谐振腔的体积略微变小且介质谐振块保持不变或者谐振腔的体积略微变小且介质谐振块略微变大时，由表1提供的数据对比可知，随着谐振腔的单边尺寸与介质谐振块的单边尺寸比值的加大，基模的 Q值会随比值的增加而加大，高次模的Q值会随比值的增加而减小，介质谐振块尺寸随着比值加大而减小，空腔的尺寸不断加大，在接近空腔3/4波长尺寸时，由于介质谐振块的尺寸不断缩小，基模Q值也随之降低，高次模的频率随着比值的增加，离基模频率时远时近。

不同比值对应的谐振腔的空腔体积也不同，可根据实际需求选择。在表1比值范围内的不同尺寸的空腔及对应的类似立方体谐振器，对滤波器性能要求很高时可以选择比值在1.6以上尺寸的单腔。故当谐振腔的单边尺寸与介质谐振块的单边尺寸的比值大于1.6时，Q值的大小与谐振腔和介质谐振块之间的间距的大小呈正比，但是其带来的缺点是滤波器体积过于庞大。

表1：

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供一种高Q三模介质谐振结构及含有该结构的滤波器，其可以降低滤波器整体插入损耗，以满足空腔滤波器对更小插件及更小体积的要求。

本实用新型公开了一种应用于滤波器中的空腔高Q三模介质谐振结构，所述三模介质谐振结构包括空腔和盖板，所述空腔内设置有介质谐振块、介质支撑架，所述介质谐振块为类似正方体形状的实心结构，所述介质支撑架分别与所述介质谐振块和所述空腔内壁连接，所述介质谐振块与所述介质支撑架构成三模介质谐振杆，所述介质支撑架的介电常数小于所述介质谐振块的介电常数；当所述空腔内壁单边的尺寸与其对应的所述介质谐振块单边的尺寸之间的比值K为：转换点1≤K≤转换点2时，所述三模介质谐振结构的与其基模相邻的高次模Q值转换为所述三模介质谐振结构的基模Q值，转换后的基模谐振频率等于转换前的基模谐振频率，转换后的基模Q值＞转换前的基模Q值，转换后的与基模相邻的高次模谐振频率等于转换前的与基模相邻的高次模谐振频率，转换后的与基模相邻的高次模Q 值＜转换前的与基模相邻的高次模Q值；所述三模介质谐振结构中设置有用于改变空腔内简并三模电磁场正交特性的耦合结构；所述三模介质谐振结构中设置有用于改变空腔内简并三模调谐频率的频率调谐装置。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述转换点1的值和所述转换点2的值均会随所述介质谐振块的基模谐振频率、所述介质谐振块的介电常数、所述支撑架的介电常数的不同而产生变化。

在本实用新型的一种优选实施方案中，保持转换后的所述介质谐振块的基模谐振频率不变时，所述三模介质谐振结构的Q值与所述K 的取值和所述介质谐振块的介电常数以及和所述介质谐振块的尺寸有关。

在本实用新型的一种优选实施方案中，当K的取值从1.0增加到最大时，K的取值在变化范围内有三处Q值转换点，每个Q值转换点均使其基模Q值和与其基模相邻的高次模Q值发生转换，与基模相邻的高次模Q值转换成基模Q值时，使其Q值比在未转换前增加。

在本实用新型的一种优选实施方案中，在K的取值的起始点、终止点和三处Q值转换点形成的4个区域中，基模Q值和与基模相邻的高次模Q值随着腔体尺寸及介质谐振杆块尺寸变化而逐渐变化，不同区域应用于滤波器的需求各有不同。

在本实用新型的一种优选实施方案中，1.03≤转换点1的值≤ 1.30，1.03≤转换点2的值≤1.30，转换点1的值＜转换点2的值。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述耦合结构设置于所述介质谐振块上，所述耦合结构至少包括两个非平行布置的孔和/或槽和/或切角和/或倒角。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述槽或所述切角或所述倒角设置于所述介质谐振块的棱边处。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述孔或槽设置于所述介质谐振块的端面上，所述孔或槽的中心线与垂直于介质谐振块上开设有孔或槽的端面的棱边平行。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述耦合结构设置于所述空腔上，所述耦合结构至少包括两个非平行布置的设置于空腔内角处的倒角和/或凸台和/或设置于空腔内且不与所述介质谐振块接触的抽头线/片。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述频率调谐装置包括设置于空腔上的调谐螺杆/盘和/或设置于所述介质谐振块表面的薄膜和 /或设置于所述空腔内壁的薄膜和/或设置于所述盖板内壁的薄膜。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述介质谐振块至少一个端面上设置有至少一个介质支撑架。

本实用新型还公开了一种含有高Q三模介质谐振结构的滤波器，其包括腔体、盖板、输入输出结构，所述腔体内至少设置有1个高Q 三模介质谐振结构。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述高Q三模介质谐振结构与单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构进行不同形式组合，形成的不同体积的滤波器；高Q三模介质谐振结构和单模谐振腔、双模谐振腔、三模谐振腔之间因排列组合形成的任意两个谐振腔之间的耦合，必须是两个谐振腔中的谐振杆是平行的情况下，才能通过两个谐振腔之间窗口大小实现耦合,根据耦合量大小来决定窗口尺寸；所述滤波器的功能特性包含带通、带阻、高通、低通以及它们相互之间形成的双工器、多工器及合路器。

在本实用新型的一种优选实施方案中，空腔高Q三模介质谐振结构保持谐振频率不变的情况下，三模Q值与空腔内壁边长与介质谐振块边长的比值K、介质谐振块的介电常数、同时也与介质块的尺寸变化范围有关；K值的范围与不同谐振频率、介质谐振杆及支撑架的介电常数有关。

上述技术方案中，空腔高Q三模介质谐振结构中空腔内壁边长尺寸与介质谐振块尺寸的比值K的变化范围，为K值从1.0增加到最大时，K值在变化范围内有3点转换点，每个转换点都使其基模谐振频率的Q值与相邻高次谐振频率的Q值发生转换，相邻高次模Q值转换成基模Q值时，使其Q值比在未转换前增加。

进一步的，K值起始及终止点及其三个Q值转换点形成的4个区域中，基模Q值和相邻高次Q值随着空腔尺寸及介质谐振杆块尺寸变化而逐渐变化，不同区域应用于滤波器的需求各有不同(不同区域的应用加到说明书及案例里面)。

进一步的，本实用新型的介质谐振块为类似正方体形状的实心结构，其中，类似正方体形状的定义为：介质谐振块为长方体或正方体，介质谐振块在X轴、Y轴、Z轴尺寸相等时，形成简并三模，简并三模与其它单腔耦合组成通带滤波器；在X轴、Y轴、Z轴三个方向的尺寸差值略微不相等时，形成类正交的三模谐振，若类正交的三模与其它腔仍能耦合成通带滤波器，则尺寸可以，若类正交的三模与其它腔不能耦合成通带滤波器，则尺寸不行；在X轴、Y轴、Z轴三个方向的尺寸差别较大时，不能形成简并三模或类正交的三模，而是形成不同频率三个模式，从而不能与其它腔耦合成通带滤波器，则尺寸不行。

进一步的，空腔高Q三模介质谐振结构中至少设置有两个用于改变空腔内简并三模电磁场正交特性的非平行布置的耦合装置，耦合装置包括设置于介质谐振块棱边旁的切角和/或孔，或包括设置于空腔棱边旁的倒角/切角，或包括设置于介质谐振块棱边旁的切角和/或孔，和空腔棱边旁的倒角/切角；或包括设置于空腔内非平行平面上的抽头线或/片，切角的形状为三棱柱状或长方体状或扇形体状，孔的形状为圆形、长方形或多边形。切角或打孔后，保持频率的情况下，介质谐振块边长增加，Q值略微下降；切角或孔的深度根据所需耦合量的大小为贯穿或局部切角/局部孔结构；切角/倒角/孔的尺寸影响耦合量的大小；耦合调谐结构沿切角垂直或平行的方向上和/或孔平行的方向上布置有耦合螺杆，耦合螺杆的材料为金属，或耦合螺杆的材料为金属且金属表面电镀铜或电镀银，或耦合螺杆的材料为介质，或耦合螺杆的材料为表面金属化的介质；耦合螺杆的形状为金属杆、介质杆、金属盘、介质盘、金属杆配金属盘、金属杆配介质盘、介质杆配金属盘、介质杆配介质盘中的任意一种。

进一步的，空腔高Q三模介质谐振结构中形成了X轴、Y轴和Z 轴方向的简并三模，简并三模在X轴方向的调谐频率通过在空腔所对应的X轴线的一面或者两面场强集中的地方加装调试螺杆或调谐盘改变距离或者改变电容来实现；在Y轴方向的调谐频率可以通过在空腔所对应的Y轴线一面或者两面场强集中的地方加装调试螺杆或调谐盘来改变距离或者改变电容来实现；在Z轴方向的调谐频率可以通过在空腔所对应的Z轴线一面或者两面场强集中的地方加装调试螺杆或调谐盘来改变距离或者改变电容来实现；另外也可以通过在介质谐振块表面、空腔内壁或者盖板内壁、调谐螺杆底部可以贴不同形状及厚度的介质常数薄膜，薄膜材料可以为陶瓷介质及铁电材料，通过改变介电常数来调整频率；调谐螺杆或调谐盘的材料为金属，或调谐螺杆或调谐盘的材料为金属且金属表面电镀铜或电镀银，或调谐螺杆或调谐盘的材料为介质，或调谐螺杆或调谐盘的材料为表面金属化的介质；调谐螺杆的形状为金属杆、介质杆、金属盘、介质盘、金属杆配金属盘、金属杆配介质盘、介质杆配金属盘、介质杆配介质盘中的任意一种；类似正方体介质谐振块可以调整介质材料的配比来控制其介质块的频率温度系数，根据滤波器在不同温度情况下的频率偏移变化来进行补偿；介质支撑架与空腔内壁固定时，为了规避腔体与介质材料在温度骤变环境下产生的应力，通过在它们之间采用弹性体来过渡，以缓冲材料膨胀系数带来的可靠性风险。

进一步的，空腔高Q三模介质谐振结构由空腔、介质谐振块和支撑架构成；空腔为类似正方体时，单一类似正方体介质谐振块与介质支撑架一起安装于空腔任何一个轴向，介质谐振块的中心与空腔的中心重合或接近。近似空气介质支撑架与类似正方体介质块任一单面支撑，或六个面支撑，或不同的二个面、三个面、四个面及五个面进行不同的组合支撑，每个面的介质支撑架为单个或者多个介质支撑架，不同面可以根据需要安装一个也可以安装多个支撑架。介电常数大于空气小于介质谐振块的支撑架与类似正方体介质块任一单面支撑，或六个面支撑，或不同的二个面、三个面、四个面及五个面进行不同的组合支撑，未安装支撑架的面为空气，空气面与介质支撑架可以任意组合，每个面的介质支撑架为单个或者多个介质支撑架，或为多层不同介电常数介质材料组成的复合介电常数支撑架，单层及多层介质材料支撑架与类似正方体介质块进行任意组合,不同面可以根据需要安装一个也可以安装多个支撑架,安装支撑架的面，为了保持三模频率及Q值，介质支撑架所对应于介质谐振块轴向的尺寸需略微减小；单面支撑组合为支撑介质谐振块的任意一个面，尤其是垂直方向上的底面或者承重面；2个面的支撑组合包括平行的面，如上下面、前后面、左右面；也包括非平行的面，如上面与前面、上面与上面与前面、上面与左面、上面与右面；3个面的支撑组合包括：三个互相垂直的面，或两个平面的面和一个非平行的面；4个面的支撑组合包括：两对平行的面或一对平行的面与另外两个不平行的面；5个面的支撑组合包括：除前面/后面/左面/右面/上面/下面任意一面的支撑结构；6 个面的支撑组合包括：前面/后面/左面/右面/上面/下面所有面的支撑结构。

进一步的，类似正方体介质谐振块任意端与介质支撑架之间，采用压接、粘接或烧接等方式进行连接；为一个面连接或不同面组合连接，多层介质支撑架之间通过粘接、烧接、压接等方式固定，介质支撑架与空腔内壁采用粘接、压接、焊接、烧接、螺钉等固定方式进行连接；射频信号在三模X、Y及Z轴方向的耦合形成的射频通路，会带来损耗及产生热量，介质谐振块通过与介质支撑架与金属内壁充分连接，使其热量导入到空腔进行散热。

进一步的，类似正方体介质谐振块为单一介电常数或复合介电常数，复合介电常数由两种及以上不同介电常数组合而成，复合介电常数组成的介质谐振块，不同介电常数材料可以进行上下、左右、不对称、嵌套等方式组合，介质谐振块内嵌套不同介质常数时，可以嵌套一层也可以嵌套多层不同介电常数的介质材料,复合介电常数的介质谐振块需要符合前述Q值转换点的变化规律。在介质块谐振杆三模之间进行切边耦合时，为了保持所需频率，其切边相邻二个面需平行调整对应边长。介质谐振块为陶瓷或介质材料,介质谐振块表面可以增加不同厚度及不同介电常数的介质薄片。

进一步的，介质支撑架的介电常数类似空气介电常数,或者支撑架的介电常数大于空气介电常数小于介质谐振块介电常数，介质支撑架的表面积小于或等于类似正方体介质谐振块的表面积，介质支撑架为圆柱体、正方体及长方体等形状。介质支撑架为实心结构或者空心结构，空心结构的介质支撑架为单孔或多孔，孔的形状为圆形、方形、多边形及弧形，介质支撑架的材料包括空气、塑料、陶瓷、介质；介质支撑架与介质谐振块连接，介质支撑架介电常数类似空气介电常数时,介质支撑架对三模谐振频率无影响；介质支撑架的介电常数大于空气但小于介质谐振块的介电常数时，为了保持原有三模频率，介质支撑架所对应于介质谐振块轴向的尺寸略微减小；类似空气介电常数支撑架与大于空气但小于介质谐振块支撑架，可以组合安装于介质谐振块不同方向及不同对应面，当以上二种不同介质电常数的支撑架组合使用时，其大于空气支撑架所对应介质谐振块的轴向方向尺寸在原来基础上略微减小。

进一步的，空腔的形状为类似正方体，为了实现三模之间耦合，在不改变类似正方体介质谐振块尺寸的情况下，也可在空腔任意相邻二面个进行切边来实现三模之间的耦合，切边尺寸与所需耦合量大小相关；三模耦合也可以其中二个模之间的耦合通过类似正方体切边实现，其余耦合通过空腔相邻的二个边切角来实现，空腔相邻边切角时不能破壁，切角面需与空腔完全密封。空腔材料为金属或者非金属，金属及非金属表面电镀铜或者电镀银，在空腔为非金属材料时空腔内壁必须电镀导电材料如银或者铜，如塑料及复合材料表面电镀铜或者银。

进一步的，空腔高Q三模介质谐振结构与单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构进行不同形式组合，形成的不同体积的滤波器；高Q三模介质谐振结构和单模谐振腔、双模谐振腔、三模谐振腔之间因排列组合形成的任意两个谐振腔之间的耦合，必须是两个谐振腔中的谐振杆是平行的情况下，才能通过两个谐振腔之间窗口大小实现耦合,根据耦合量大小来决定窗口尺寸；滤波器的功能特性包含带通、带阻、高通、低通以及它们相互之间形成的双工器、多工器及合路器。

本实用新型的类正方体介质谐振块的介电常数大于支撑架的的介电常数，空腔内壁的单边尺寸与介质谐振块的单边尺寸比值在 1.03-1.30之间时，高次模Q值反转成基模Q值，三模介质基模Q值提升高次模Q值降低，相对于传统单模及三模介质滤波器同体积、同频率下Q值提升30％以上，根据此三模结构与不同形类型单腔的进行组合，如三模结构加空腔单模、三模与TM模、三模与TE单模组合，三模数量在滤波器内用得越多，滤波器体积越小，插入损耗也越小；空腔高Q多模介质谐振结构可以在分别在X、Y、Z轴方向产生三模谐振，在X、Y、Z轴方向产生三模谐振时。

当空腔内壁边长与介质谐振块相应边长尺寸比值为1.0到Q值转换的转换点1时，在比值为1.0时空腔为纯介质Q值，当空腔尺寸增加时，Q值在纯介质时的基础上不断增加，高次模的Q值大于基模Q 值，当比值增加到转换点1时，原高次模的Q值近似为新的基模Q值。

进入转换点1后，在保持基模谐振频率不变的情况下，基模的Q 值大于高次模的Q值。随着比值的增加，由于介质块及空腔的尺寸都在增加，基模的Q值也会增加，高次模的Q值也同时会增加，接近Q值转换转换点2时，基模Q值达到最高，在基模Q值转换转换点1与基模Q值转换转换点2之间，高次模的频率离基模的频率随着空腔与介质谐振块的比值在转换点1到转换点2的变化会时远时近。

进入转换点2后，基模的Q值小于高次模的Q值，随着比值的增加，此时介质谐振块尺寸在减小，空腔的尺寸在增加，基模的Q 值会不断增加，当比值接近转换点3时，基模的Q值与转换点2时的Q值接近。

比值进入转换点3后，基模的Q值会随比值的增加而加大，高次模的Q值会随比值的增加而减小，介质谐振块尺寸随着比值加大而减小，空腔的尺寸不断加大，在接近空腔3/4波长尺寸时，由于介质谐振块的尺寸不断缩小，基模Q值也随之降低,高次模的频率随着比值的增加，离基模频率时远时近。转换点的具体比值与介质谐振块的介电常数、频率及介质谐振块是单一或复合介电常数相关。

空腔内壁边长及介质谐振块边长，在X、Y、Z轴三个方向尺寸可以相等，也可以不相等。空腔及类立方体介质谐振块在X轴、Y 轴、Z轴尺寸相等时，可以形成三模；X轴、Y轴、Z轴三个方向的尺寸差值也可以略微不相等,当X、Y、Z轴其中一个轴方向的空腔与相应介质谐振块单边尺寸与另外二个方向的单边尺寸不同时，或者空腔及介质谐振块其中的任意一个对称单边尺寸与另外二个方向的单边尺寸不同时，其三模中一个模的频率会产生变化与另外二个模的频率不同，尺寸差异越大，其中一个模的频率也会与另外二个模差异越大，当一个方向的尺寸大于另外二个方向的尺寸时，频率在原来的基础上会下降，当一个方向的尺寸小于另外二个方向尺寸时，频率在原来的基础上会上升，从三模逐步变成为双模或者单模；如果空腔及谐振块三个轴向尺寸都差异过大时；当X、Y、Z轴三个方向对称单边尺寸不同时，其三模中三个模的频率都会有所不同，在三个方向的边长尺寸相差较大的情况下，基模为单模,在三个方向的边长尺寸相差不大的情况下，频率差异也不大，虽然频率会有变化，但是还是可以通过调谐装置保持三模状态。

三模之间的耦合可以采用所述空腔高Q三模介质谐振结构中至少设置有两个用于改变空腔内简并三模电磁场正交特性的非平行布置的耦合装置，所述耦合装置包括设置于介质谐振块棱边旁的切角和 /或孔，或包括设置于空腔棱边旁的倒角/切角，或包括设置于介质谐振块棱边旁的切角和/或孔，和空腔棱边旁的倒角/切角或包括设置于空腔内非平行平面上的抽头线或/片，所述切角的形状为三棱柱状或长方体状或扇形体状，所述孔的形状为圆形、长方形或多边形。切角或打孔后，保持频率的情况下，介质谐振块边长增加，Q值略微下降。切角或孔的深度根据所需耦合量的大小为贯穿或局部切角/局部孔结构,所述切角/倒角/孔的尺寸影响耦合量的大小。耦合调谐结构沿切角垂直或平行的方向上和/或孔平行的方向上布置有耦合螺杆，所述耦合螺杆的材料为金属，或耦合螺杆的材料为金属且金属表面电镀铜或电镀银，或耦合螺杆的材料为介质，或耦合螺杆的材料为表面金属化的介质；耦合螺杆的形状为金属杆、介质杆、金属盘、介质盘、金属杆配金属盘、金属杆配介质盘、介质杆配金属盘、介质杆配介质盘中的任意一种。

三模在X轴方向的调谐频率通过在空腔所对应的X轴线的一面或者两面场强集中的地方加装调试螺杆或调谐盘改变距离或者改变电容来实现；在Y轴方向的调谐频率可以通过在空腔所对应的Y轴线一面或者两面场强集中的地方加装调试螺杆或调谐盘来改变距离或者改变电容来实现；在Z轴方向的调谐频率可以通过在空腔所对应的Z轴线一面或者两面场强集中的地方加装调试螺杆或调谐盘来改变距离或者改变电容来实现。

介质谐振器Q值转换三模结构与单模谐振腔、双模谐振腔或三模谐振腔进行不同形式的任意排列组合，形成需要的不同尺寸的滤波器；滤波器的功能特性包含但不限于带通、带阻、高通、低通以及他们相互之间形成的双工器及多工器；单模谐振腔、双模谐振腔、三模谐振腔之间因组合排队形成的任意两个谐振腔之间的耦合，按照两个谐振结构是平行的且两个谐振腔之间通过窗口大小实现耦合。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，使用方便，其通过设定介质多模的金属空腔内壁的单边尺寸与介质谐振块的单边尺寸比例在1.01-1.30之间，使得谐振杆与空腔之间配合形成多模结构的同时实现了特定参数的反翻，从而能够保证谐振杆与空腔的较小间距下获得高Q值；进一步的，本实用新型公开了一种高Q三模介质谐振结构的滤波器，与传统三模滤波器相比，本实用新型在同频率及同体积前提下，插损减小30％以上。本实用新型的类正方体介质谐振块、介质支撑架及空腔盖板所组成的介质谐振器频率转换多模结构，在空腔x轴、y轴及z轴方向磁场相互正交及垂直，形成了三个互不干扰的谐振模，且高次模频率转换成高Q基模频率，在三个磁场之间形成耦合，通过调节耦合的强弱来满足滤波器不同的带宽需求。在一个典型1800MHz频率滤波器里面使用2个此高Q 三模介质结构的滤波器时，相当于原来空腔六个单腔的体积，体积在原来空腔滤波器的基础上可以减小40％，插入损耗也可以减小30％左右，由于体积大幅减少，且加工工时、电镀面积都会相应减少，虽然采用了介质谐振块但成本与空腔也相当，介质谐振块的材料成本如能大幅下降，此设计的成本优势会更明显，在滤波器空腔较多时，甚至可以采用3个三模结构，体积及性能的带来的提供还会更明显。

附图说明

图1一种含多个介质支撑架的空腔高Q三模介质谐振结构的装配图；

图2为本实用新型的一种典型的Q值随空腔内壁边长与介质谐振块边长的比值变化的曲线，其中横坐标为空腔内壁边长与介质谐振块边长的比值，纵坐标为Q值；

图3一种原理型的空腔高Q三模介质谐振结构的模型结构示意图；

图4为图3所示结构的单腔频率与Q值仿真结果；

图5一种含多个共面支撑的空腔高Q三模介质谐振结构的装配图；

图6为图5所示结构的单腔频率与Q值仿真结果；

图7一种含单个介质支撑架的空腔高Q三模介质谐振结构的装配图；

图8为图7所示结构的单腔频率与Q值仿真结果；

图9为一种嵌套的空腔高Q三模介质谐振结构的装配图；

图10为图9所示结构的单腔频率与Q值仿真结果；

图11为一种含有空腔高Q介质三模介质谐振结构的滤波器装配图，三模之间采用切棱边耦合，介质谐振块采用圆环介质支撑架实现；

图12为图11所示的一种滤波器对应的仿真曲线；

图13为一种优选的含有空腔高Q介质三模介质谐振结构的滤波器装配图，三模之间采用切直角(台阶)耦合，介质谐振块采用方形环状介质支撑架实现；

图14为图13所示的一种优选的滤波器对应的仿真曲线；

图15为图13所示的一种优选的滤波器对应的S参数测试曲线；

图16为图13所示的一种优选的滤波器的8.5GHz内谐波响应测试曲线；

图中：1-腔体；2-介质谐振块；3-介质支撑架；4-盖板；5-多模之间的耦合；6-输入/输出；7-多模调谐螺杆；8-多模耦合螺杆；9-多模与金属杆之间的横向窗口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。为了突出展示本实用新型的实用新型内容，一些空腔里面通用的技术，如调谐螺杆、耦合螺杆、飞杆、飞杆座、螺母固定和一些介质谐振器的固定及安装方式，如通过的粘接、焊接、烧结及压接方式的内容这里就不再重复。

本实用新型包括腔体1和盖板4，腔体1与盖板4紧密连接在一起，所述腔体内设有类正方体谐振杆2及介质支撑架3，介质支撑架与腔体内壁连接。

仿真实施案例1：

如图1所示，一种空腔高Q多模介质谐振结构，其包括腔体1 和盖板2，所述腔体1内设置有介质谐振块和6个介质支撑架，所述介质支撑架为圆柱形。

为了更清晰的阐明本实用新型实质，以下结合数据进一步说明：以下表格数据通过将多模谐振结构中基模频率控制在 1880MHz±5MHz范围内，介质采用Er35，材料的Q×F＝80000，通过改变单腔边长，为了保证基模谐振频率，从而介质谐振块的尺寸相应变化，表现为单腔Q值随A1/A2变化。具体数据参见下表，基模及与基模相邻的高次模的Q值随A1/A2＝K变化曲线及转换点的示意如图2所示：

表格1

表格1中加粗部分为1.03-1.30之间的数据，在这个区间可以明显看出Q值有明显上升，此区间外附近的Q值明显要低于此区间。

此单腔边长与介质谐振块比值及临界点曲线是在频率为 1800MHz,介质常数为35的前提下统计完成。

当A1/A2进入转换点1时，在使用频段内，基模单腔Q值变高，与基模相邻的高次模单腔Q值降低；

当A1/A2进入转换点2时，在使用频段内，基模单腔Q值变低，与基模相邻的高次模单腔Q值变高；

当A1/A2进入转换点3时，在使用频段内，基模单腔Q值随着尺寸变大而增加，与基模相邻的高次模单腔Q值随着尺寸变大而降低；

当A1/A2在1.0至转换点1时，与基模相邻的高次模的Q值随比值的增加而增加，基模的单腔Q值随比值的增加而增加，但与基模相邻的高次模的单腔Q值大于基模的单腔Q值，与其它腔耦合组成小体积，一般性能的空腔滤波器；

当A1/A2在转换点1至转换点2时，与基模相邻的高次模的Q 值随比值的增加而增加，基模的单腔Q值随比值的增加而增加，但基模的单腔Q值大于与基模相邻的高次模的单腔Q值，与其它腔耦合组成小体积，较高性能空腔滤波器；

当A1/A2在转换点2至转换点3时，与基模相邻的高次模的Q 值随比值的增加而先增加后减小，基模的单腔Q值随比值的增加而先减小后增加，但基模的单腔Q值小于与基模相邻的高次模的单腔Q 值，与其它腔耦合组成较大体积、高性能的空腔多模滤波器；

当A1/A2在转换点3至最大值时，与基模相邻的高次模的Q值随比值的增加而减小，基模的单腔Q值随比值的增加而增加，但基模的单腔Q值大于与基模相邻的高次模的单腔Q值；当接近空腔尺寸接近3/4波长时，基模的单腔Q值随比值的增加而减小，与其它腔耦合组成更大体积，更高性能空腔滤波器。

仿真实施实施例2：

如图3所示，一种空腔高Q多模介质谐振结构，其包括腔体1 和盖板2，所述腔体1内设置有介质谐振块。典型的单腔空腔内壁长宽高分别为33mm×33m×33mm时，介质谐振块尺寸为27.43mm× 27.43mm×27.43mm(不带介质支撑架，相当于介质支撑架为空气)，介质谐振块的介电常数为35时，材料的Q×F＝80000时形成了三模，频率为1881MHz，且Q值达到17746.8，具体仿真结果如图4所示。

仿真实施实施例3：

如图5所示，一种空腔高Q多模介质谐振结构，其包括腔体1 和盖板2，所述腔体1内设置有介质谐振块和多个共面的介质支撑架，所述介质支撑架为圆柱形(或长方体状)。典型的单腔空腔内壁长宽高分别为33mm×33m×33mm时，介质谐振块尺寸为27.43mm×27.43mm×27.43mm(带介质支撑架，且介质支撑架的直径2mm，介电常数为1.06时，损耗角正切0.0015)，介质谐振块的介电常数为35、材料的Q×F＝80000时，形成了三模，频率为1881MHz，且Q值达到了17645。具体仿真结果如图6所示。

	频率	Q值
			模式1	1885.20	17645.1
模式2	1885.27	17452.1
			模式3	1885.34	17770.4
模式4	19005.27	10672.9

仿真实施实施例4：

如图7所示，一种空腔高Q多模介质谐振结构，其包括腔体1 和盖板2，所述腔体1内设置有介质谐振块和单个介质支撑架，所述介质支撑架为圆环形。典型的单腔空腔内壁长宽高分别为：

33mm×33m×33mm时，介质谐振块尺寸为：

27.83mm×27.83mm×26.13mm(带介质支撑架，且介质支撑架的外直径7mm，内直径为3.2mm，介电常数为9.8时，材料的Q× F＝100000时)，介质谐振块的介电常数为35、材料的Q×F＝80000时，形成了三模，频率为1880MHz，且Q值达到了17338.3。具体仿真结果如图8所示。

	频率	Q值
			模式1	1879.50	17338.3
模式2	1881.11	17017.3
			模式3	1881.20	17022.8
模式4	1901.85	10597.5

仿真实施实施例5：

如图9所示，一种空腔高Q多模介质谐振结构，其包括腔体1 和盖板2，所述腔体1内设置有介质谐振块，所述介质谐振块由不同的介电常数组成，其中高介电常数嵌套在低介电常数介质中。典型的单腔空腔内壁长宽高分别为33mm×33m×33mm时，介质谐振块尺寸为27.46mm×27.46m×27.46mm，介质块介电常数为35、材料的Q ×F＝80000时，介质中间嵌套介质块介电常数为68、材料的Q× F＝12000，填充的体积为2mm×2mm×2mm，同样形成了三模，频率为1881，且Q值达到了17635.8，具体仿真结果如图10所示。

	频率	Q值
			模式1	1881.67	17635.9
模式2	1881.90	17650.3
			模式3	1882.32	17671.7
模式4	1906.14	10702.8

仿真实施实施例6：

一种含有空腔高Q多模介质谐振结构的滤波器，包括腔体1、盖板2、输入/输出6，所述腔体内设置有如金属空腔滤波器类似的空腔、金属谐振杆、调谐螺杆，所述空腔间设有耦合窗口或飞杆/飞杆座、耦合螺杆。特别的，该滤波器至少设置有一个空腔高Q三模结构，所述空腔高Q三模结构采用空腔内设置介质谐振块，所述介质谐振块由圆环形介质支撑，所述介质谐振块之间的多模耦合通过切棱边的方式实现。一个典型的12腔1.8GHz三模空腔高Q介质滤波器如图 11所示，该滤波器采用6个金属单腔，外加两个高Q三模介质谐振结构，形成3个感性交叉耦合及3个容性交叉耦合。实现的典型性能：通带频率：1805MHz-1880MHz，抑制>-108dBm@1710-1785MHz、 -108dBm@1920-2000MHz体积：129mm*66.5mm*35mm。具体的仿真曲线参考图12。

仿真实施实施例7：

一种优选的含有空腔高Q多模介质谐振结构的滤波器，包括腔体1、盖板2、输入/输出6，所述腔体内设置有如金属空腔滤波器类似的空腔、金属谐振杆、调谐螺杆，所述空腔间设有耦合窗口或飞杆 /飞杆座、耦合螺杆。特别的，该滤波器至少设置有一个空腔高Q三模结构，所述空腔高Q三模结构采用空腔内设置介质谐振块，所述介质谐振块由方形环状介质支撑，所述介质谐振块之间的多模耦合通过切直角(台阶)的方式实现。一个典型的12腔1.8GHz三模空腔高 Q介质滤波器如图11所示，该滤波器采用6个金属单腔，外加两个高Q三模介质谐振结构，形成3个感性交叉耦合及3个容性交叉耦合。实现的典型性能：通带频率：1805MHz-1880MHz，最小点插损约为0.52dB

抑制>-108dBm@1710-1785MHz、-108dBm@1920-2000MHz体积： 129mm*66.5mm*35mm。具体的仿真曲线参考图14，实物S参数测试曲线参考图15，8.5GHz的谐波响应曲线参考图16。

传统TE模介质、TM模介质在同体积同频率下单腔的仿真结果以及3/4波长金属单腔同频率的如下：

对比例1：

TE模介质谐振器单腔

仿真条件：单腔33*33*33，支撑柱ER9.8，半径r1＝3.5mm，高度9mm；介质块ER43，QF＝43000，半径14.3mm，高度15mm，F＝1880。

仿真结果：在频率为1882.6MHz时，单腔Q值为11022。

	频率	Q值
			模式1	1882.61	11022.9
模式2	2167.64	14085.4
			模式3	2167.67	14067.6
模式4	2172.50	18931.7

对比例2：

TM模介质谐振器单腔

仿真条件：单腔33*33*33，介质块ER35，QF＝80000,半径5.8mm，内径5.8-3＝2.8mm，高度33mm，F＝1880。

仿真结果：在频率为1878.5MHz时，Q值为7493。

对比例3：

3/4波长空腔

仿真条件：单腔112.6*112.6*1126，介质块ER35，QF＝80000,半径5.8mm，内径5.8-3＝2.8mm，高度33mm，F＝1880。

仿真结果：在频率为1880MHz时，Q值为20439。

	频率	Q值
			模式1	1882.81	20439.6
模式2	1882.95	20400.8
			模式3	1882.98	20444.3
模式4	2306.87	16992.2

对比例4：

1800MHz12腔滤波器

采用6个金属单腔，加上二个高Q三模介质结构，形成二个感性交叉耦合及4个容性交叉耦合。

实现的典型性能：

通带频率：1805MHz-1880MHz

插入损耗：<-0.9dB；

对1710-1785MHz的抑制为>120dBm；

体积：129mm*66.5mm*35mm；

采用12个金属单腔的性能及通带频率：1805MHz-1880MHz

插入损耗：<-1.3dB

对1710-1785MHz的抑制为>120dBm

体积：162mm*122mm*40mm

小结：

	单空腔积	频率	Q值
				介质Q值转换三模	33mm*33mm*33mm	1880MHz	17746
TE单模	33mm*33mm*33mm	1880MHz	11022
				TM单模	33mm*33mm*33mm	1880MHz	7493
3/4波长空腔	112.6mm*112.6mm*112.6mm	1880MHz	20439

由实施例1-5及对比例1-3的对比可知：

1.三模介质转换结构的单腔仿真时在产生Q值转换时单腔体积在相差不大的前提下Q值明显高于未产生转换的Q值。

2.三模介质转换结构的单腔仿真时，在同频率同体积下，Q值明显高于TE介质单模及TM介质单模。

	通带频率	插损	体积
				金属单模滤波器	1805-1880MHz	1.3dB	162mm*122mm*40mm
高Q三模介质滤波器	1805-1880MHz	0.9dB	129mm*66.5mm*35mm

由实施例1-7及对比例4的对比可知：

从以上实施案例可以看出，由单腔边长与类似正方体介质谐振块边长比值在本实用新型专利1.03-1.30之间时也就是转换点1至转换点2时，Q值实现了转换及提升，Q值相对于不在此边长比例的三模单腔提升30％以上，相对于传统TE、TM介质单模，在同体积及频率下Q值明显提升，所以应用于滤波器的介质谐振器三模体积及性能优势非常明显。

本实用新型专利的目的是为了克服现有技术的不足，提供介质谐振器Q值转换三模结构，可以降低滤波器整体插入损耗，并利用单一类似正方体介质块及空心类似正方体介质谐振块与空腔内壁的尺寸比值关系实现高次Q值转换，以满足空腔滤波器对更高Q值及更小体积的要求。

应当理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种空腔高Q三模介质谐振结构，所述三模介质谐振结构包括空腔和盖板，所述空腔内设置有介质谐振块、介质支撑架，其特征在于：所述介质谐振块为类似正方体形状的实心结构，所述介质支撑架分别与所述介质谐振块和所述空腔内壁连接，所述介质谐振块与所述介质支撑架构成三模介质谐振杆，所述介质支撑架的介电常数小于所述介质谐振块的介电常数；

当所述空腔内壁单边的尺寸与其对应的所述介质谐振块单边的尺寸之间的比值K为：转换点1≤K≤转换点2时，其与基模相邻的高次模Q值转换为所述三模介质谐振结构的基模Q值，转换后的基模谐振频率等于转换前的基模谐振频率，转换后的基模Q值＞转换前的基模Q值，转换后的与基模相邻的高次模Q值＜转换前的与基模相邻的高次模Q值；

所述三模介质谐振结构中设置有用于改变空腔内简并三模电磁场正交特性的耦合结构；

所述三模介质谐振结构中设置有用于改变空腔内简并三模调谐频率的频率调谐装置。

2.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：所述转换点1的值和所述转换点2的值均会随所述介质谐振块的基模谐振频率、所述介质谐振块的介电常数、所述支撑架的介电常数的不同而产生变化。

3.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：保持转换后的所述介质谐振块的基模谐振频率不变时，所述三模介质谐振结构的Q值与所述K的取值和所述介质谐振块的介电常数以及和所述介质谐振块的尺寸有关。

4.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：当K的取值从1.0增加到最大时，K的取值在变化范围内有三处Q值转换点，每个Q值转换点均使其基模Q值和其与基模相邻的高次模Q值发生转换；当基模Q值低于与基模相邻的高次模Q值时，与基模相邻的高次模Q值转换成基模Q值，基模Q值比在未转换前高；当基模Q值高于与基模相邻的高次模Q值时，与基模相邻的高次模Q值转换成基模Q值，基模Q值比在未转换前低。

5.基于权利要求4中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：在K的取值的起始点、终止点和三处Q值转换点形成的4个区域中，基模Q值和与基模相邻的高次模Q值随着空腔尺寸及介质谐振杆块尺寸变化而逐渐变化，不同区域应用于滤波器的需求各有不同。

6.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：

所述空腔高Q三模介质谐振结构形成X轴、Y轴和Z轴方向的简并三模，所述简并三模在X轴方向的调谐频率通过在空腔所对应的X轴线的一面或者两面场强集中的地方加装调试螺杆或调谐盘改变距离或者改变电容来实现；在Y轴方向的调谐频率通过在空腔所对应的Y轴线一面或者两面场强集中的地方加装调试螺杆或调谐盘来改变距离或者改变电容来实现；在Z轴方向的调谐频率通过在空腔所对应的Z轴线一面或者两面场强集中的地方加装调试螺杆或调谐盘来改变距离或者改变电容来实现。

7.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：

所述空腔高Q三模介质谐振结构形成X轴、Y轴和Z轴方向的简并三模，所述简并三模通过改变介电常数来调整频率；所述介质谐振块的表面、所述空腔的内壁、所述盖板的内壁、或者所述调谐螺杆的底部贴有不同形状及厚度的介质常数薄膜，薄膜材料为陶瓷介质及铁电材料；

所述调谐螺杆或调谐盘的材料为金属，或调谐螺杆或调谐盘的材料为金属且金属表面电镀铜或电镀银，或调谐螺杆或调谐盘的材料为介质，或调谐螺杆或调谐盘的材料为表面金属化的介质；

所述调谐螺杆的形状为金属杆、介质杆、金属盘、介质盘、金属杆配金属盘、金属杆配介质盘、介质杆配金属盘、介质杆配介质盘中的任意一种。

8.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：所述空腔高Q三模介质谐振结构中至少设置有两个用于改变空腔内简并三模电磁场正交特性的非平行布置的耦合装置，

所述耦合装置包括设置于介质谐振块棱边处的切角/倒角/槽；

或包括设置于空腔内角处的倒角/切角；

或包括设置于介质谐振块棱边旁的切角/倒角/槽和空腔棱边旁的倒角/切角；

或包括设置于空腔内非平行平面上的抽头线或/片；

所述切角的形状为三棱柱状或长方体状或扇形体状；切角后，保持频率的情况下，介质谐振块边长增加，Q值略微下降；

所述切角或孔的深度根据所需耦合量的大小为贯穿或局部切角/ 局部孔结构；

所述切角/倒角/孔的尺寸影响耦合量的大小；

所述耦合调谐结构沿切角垂直或平行的方向上布置有耦合螺杆，所述耦合螺杆的材料为金属，或耦合螺杆的材料为金属且金属表面电镀铜或电镀银，或耦合螺杆的材料为介质，或耦合螺杆的材料为表面金属化的介质；

所述耦合螺杆的形状为金属杆、介质杆、金属盘、介质盘、金属杆配金属盘、金属杆配介质盘、介质杆配金属盘、介质杆配介质盘中的任意一种。

9.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：所述空腔高Q三模介质谐振结构中至少设置有两个用于改变空腔内简并三模电磁场正交特性的非平行布置的耦合装置，

所述耦合装置包括设置于介质谐振块的端面上的孔/槽，孔或槽的中心线与垂直于介质谐振块上开设有孔或槽的端面的棱边平行；

或包括设置于空腔内角处的倒角/切角；

或包括设置于介质谐振块的端面上的孔/槽和空腔棱边旁的倒角/切角；

或包括设置于空腔内非平行平面上的抽头线或/片；

孔的深度根据所需耦合量的大小为贯穿或局部孔结构；

孔的尺寸影响耦合量的大小；

孔/槽的形状为圆形、长方形或多边形，开设孔/槽后，保持频率的情况下，介质谐振块边长增加，Q值略微下降；

所述耦合调谐结构沿孔平行的方向上布置有耦合螺杆，所述耦合螺杆的材料为金属，或耦合螺杆的材料为金属且金属表面电镀铜或电镀银，或耦合螺杆的材料为介质，或耦合螺杆的材料为表面金属化的介质；

所述耦合螺杆的形状为金属杆、介质杆、金属盘、介质盘、金属杆配金属盘、金属杆配介质盘、介质杆配金属盘、介质杆配介质盘中的任意一种。

10.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：所述空腔的形状为类似正方体，为了实现三模之间耦合，在不改变所述介质谐振块尺寸的前提下，所述空腔任意相邻的两个面上加工有用于实现三模之间耦合的切边，切边尺寸与所需耦合量大小相关；三模耦合中两个模之间的耦合通过所述空腔切边实现，其余耦合通过所述空腔相邻的两个边切角来实现，所述空腔相邻边切角时不能破壁，切角面需与空腔完全密封；所述空腔表面电镀铜或者电镀银，所述空腔材料为金属或者非金属；当所述空腔为非金属材料时，所述空腔的内壁必须电镀导电材料。

11.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：所述空腔为类似正方体时，所述介质谐振块与所述介质支撑架一起安装于所述空腔的任何一个轴向，所述介质谐振块的中心与所述空腔的中心重合或接近。

12.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：所述介质支撑架的介电常数类似空气介电常数，介质支撑架对三模谐振频率无影响；所述介质支撑架与所述介质谐振块任一单面支撑，或六个面支撑，或不同的二个面、三个面、四个面及五个面进行不同的组合支撑，每个面的介质支撑架为单个或者多个介质支撑架，不同面可以根据需要安装一个或多个支撑架。

13.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：所述介质支撑架的介电常数大于空气介电常数小于所述介质谐振块的介电常数，为了保持原有三模频率，所述介质支撑架对应于所述介质谐振块轴向的尺寸略微减小；所述介质支撑架与所述介质谐振块任一单面支撑，或六个面支撑，或不同的二个面、三个面、四个面及五个面进行不同的组合支撑，未安装支撑架的面为空气，空气面与介质支撑架可以任意组合，每个面的介质支撑架为单个或者多个介质支撑架，或为多层不同介电常数介质材料组成的复合介电常数支撑架，单层及多层介质材料支撑架与类似正方体介质块进行任意组合,不同面可以根据需要安装一个也可以安装多个支撑架,安装支撑架的面，为了保持三模频率及Q值，介质支撑架所对应于介质谐振块轴向的尺寸需略微减小。

14.基于权利要求13中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：

单面支撑组合为支撑介质谐振块的任意一个面；

二个面的支撑组合包括平行的面，如上下面、前后面、左右面；也包括非平行的面，如上面与前面、上面与上面与前面、上面与左面、上面与右面；

三个面的支撑组合包括：三个互相垂直的面，或两个平面的面和一个非平行的面；

四个面的支撑组合包括：两对平行的面或一对平行的面与另外两个不平行的面；

五个面的支撑组合包括：除前面/后面/左面/右面/上面/下面任意一面的支撑结构；

六个面的支撑组合包括：前面/后面/左面/右面/上面/下面所有面的支撑结构。

15.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：单面支撑组合为支撑介质谐振块的垂直方向上的底面或者承重面。

16.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：

所述介质支撑架的表面积小于或等于所述介质谐振块的表面积；

所述介质支撑架为圆柱体、正方体及长方体；

所述介质支撑架为实心结构或者空心结构，空心结构的介质支撑架为单孔或多孔，孔的形状为圆形、方形、多边形及弧形；

所述介质支撑架的材料包括空气、塑料、陶瓷、介质。

17.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：所述介质支撑架与所述介质谐振块采用压接、粘接或烧接方式进行连接；所述介质支撑架与所述空腔内壁采用粘接、压接、焊接、烧接、螺钉固定方式进行连接。

18.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：射频信号在三模X、Y及Z轴方向的耦合形成的射频通路，会带来损耗及产生热量，所述介质谐振块通过与所述介质支撑架与所述空腔内壁充分连接，使其热量导入到空腔进行散热。

19.基于权利要求1中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：所述介质谐振块通过调整介质材料的配比来控制其频率温度系数，根据滤波器在不同温度情况下的频率偏移变化来进行补偿。

20.基于权利要求19中所述的空腔高Q三模介质谐振结构，其特征在于：所述介质谐振块为单一介电常数或复合介电常数，复合介电常数的介质谐振块由至少两种不同介电常数的材料组合而成，不同介电常数的材料可以进行上下、左右、不对称、嵌套方式组合；介质谐振块内嵌套不同介电常数的材料时，可以嵌套一层也可以嵌套多层,复合介电常数的介质谐振块需要符合前述Q值转换点的变化规律；当对所述介质谐振块三模之间进行切边耦合时，为了保持所需频率，其切边相邻二个面需平行调整对应边长；所述介质谐振块为陶瓷或介质材料,介质谐振块表面可以增加不同厚度及不同介电常数的介质薄片。

21.一种含有空腔高Q三模介质谐振结构的滤波器，包括腔体、盖板、输入输出结构，其特征在于：所述腔体内至少设置有一个如权利要求1-14、16-20任意一项权利要求所述的空腔高Q三模介质谐振结构；

空腔高Q三模介质谐振结构与单模谐振结构、双模谐振结构、三模谐振结构进行不同形式组合，形成的不同体积的滤波器；

空腔高Q三模介质谐振结构和单模谐振腔、双模谐振腔、三模谐振腔之间因排列组合形成的任意两个谐振腔之间的耦合，必须是两个谐振腔中的谐振杆是平行的情况下，才能通过两个谐振腔之间窗口大小实现耦合，根据耦合量大小来决定窗口尺寸；

所述滤波器的功能特性包含带通、带阻、高通、低通以及它们相互之间形成的双工器、多工器及合路器。