CN210468054U - 介质滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种介质滤波器，包括四个呈四边形排列的介质谐振器、用于调节流经相邻两个介质谐振器之间信号的相位的耦合结构，以及两个一一对应作为输入端和输出端的端口盲孔，两个所述端口盲孔分设于对角的两个介质谐振器上。本实用新型实施例提供的介质滤波器中，作为输入端和输出端的两个端口盲孔分设于对角的两个介质谐振器上，电磁波的两种传输路径都经过相同数量的介质谐振器，该结构可通过耦合结构调整流经相邻两个介质谐振器之间信号的相位而形成两个零点，且可通过将相邻两个介质谐振器之间的相位在感性和容性之中调整切换，进而可改变两个零点的强弱关系，有效提升所述介质滤波器的两个零点的带外印制设计灵活性。

Description

介质滤波器

技术领域

本实用新型涉及微波射频器件技术领域，尤其涉及一种介质滤波器。

背景技术

滤波器作为通信基础部件，在移动通信领域一直扮演着重要的角色，从信源、通道、天馈系统、天线再到移动终端等全通信链条都需要用到滤波器。随着移动通信进入到5G时代，分布式小型基站、大规模阵列有源天线等成为网络覆盖的主要解决方案，其对滤波器小型化、高性能、低功耗提出了更高的要求。而介质滤波器凭借其体积小，损耗小，成本低和易集成等特点已逐步替代传统的金属滤波器，在通信领域中得到广泛应用。

为避免基站信号之间的干扰，滤波器通常需要设计交叉耦合零点提高对带外信号的抑制能力。而现有介质滤波器的输入端口和输出端口通常设于相邻的两个介质谐振器上，电磁波的一种传输路径是在仅经过设有输入端口和输出端口的两个介质谐振器后输出，另一种传输路径是经过所有介质谐振器后输出，由于其结构限制，两个零点之间的强弱关系不可调，适用性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种可灵活调节两个零点的强弱关系的介质滤波器。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种介质滤波器，包括介质块，所述介质块设有四个呈四边形排列的介质谐振器，所述介质滤波器还包括用于调节流经相邻两个介质谐振器之间信号的相位的耦合结构，以及两个一一对应作为输入端和输出端的端口盲孔，两个所述端口盲孔分设于对角的两个介质谐振器上。

优选地，所述耦合结构包括至少一个开设于相邻两个介质谐振器之间的耦合盲孔，所述耦合盲孔的深度、形状和个数均与其所处位置相接的两个介质谐振器之间的相位相关。

优选地，所述耦合结构包括开设于所述介质块中部并分隔四个所述介质谐振器的通孔，所述通孔用于形成四个所述介质谐振器中两两之间的耦合窗口。

进一步地，所述通孔包括位于相邻两个介质谐振器之间的分隔段，所述分隔段的长度与该分隔段两侧的两个介质谐振器之间的耦合量相关。

优选地，每个介质谐振器的表面均开设有用于调试其谐振频率的频率盲孔，所述端口盲孔和所述频率盲孔分设于所述介质谐振器相背的两面。

进一步地，所述频率盲孔的深度和直径均与其所处介质谐振器的谐振频率相关。

进一步地，所述端口盲孔的深度和直径均与所述介质滤波器的端口带宽相关。

优选地，所述介质滤波器还包括至少部分覆盖所述介质块表面的导电层。

优选地，所述介质谐振器由固态介电材料制成。

优选地，所述介质滤波器一体成型。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

本实用新型实施例提供的介质滤波器中，作为输入端和输出端的两个端口盲孔分设于对角的两个介质谐振器上，电磁波的两种传输路径都经过相同数量的介质谐振器，该结构可通过耦合结构调整流经相邻两个介质谐振器之间信号的相位而形成两个零点，且可通过将相邻两个介质谐振器之间的相位在感性和容性之中调整切换，进而可改变两个零点的强弱关系，有效提升所述介质滤波器的两个零点的带外印制设计灵活性，可分别在该介质滤波器通带的两侧提供带外抑制设计，根据设计需求提供通带的高端抑制零点或通带的低端抑制零点。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供的介质滤波器的主视图；

图2为图1所示的介质滤波器的后视图；

图3为图1所示的介质滤波器在右侧零点强于左侧零点时的传输特性仿真图；

图4为图1所示的介质滤波器在左侧零点强于右侧零点时的传输特性仿真图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、零/部件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、零/部件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称零/部件被“连接”到另一零/部件时，它可以直接连接到其他零/部件，或者也可以存在中间零/部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

图1至图4共同示出了本实用新型一种实施例提供的介质滤波器1，其用于对设备线路中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，由于所述介质滤波器1结构简单且设计灵活，可适应较多的应用场景，例如搭载于5G通信设备、小型化天线、小型基站及移动终端等设备中。

如图1所示，所述介质滤波器1包括介质块11，所述介质块11设有四个呈矩形阵列的介质谐振器111，四个所述介质谐振器111分别为依次连接形成矩形结构的第一介质谐振器1111、第二介质谐振器1112、第三介质谐振器1113和第四介质谐振器1114，其均由固态介电材料制成。

在其他实施方式中，四个所述介质谐振器111还可呈平行四边形、棱形或者梯形等四边形的结构排列，以适配不同的使用场景。

每个介质谐振器111的正面均开设有频率盲孔12，所述频率盲孔12的深度和直径均与其所处介质谐振器111的谐振频率相关，从而可通过调整所述频率盲孔12的深度和直径去调试所述介质谐振器111的谐振频率。

优选地，所述介质滤波器1还包括用于调节相邻两个介质谐振器111之间的相位的耦合结构(未标号，下同)，所述耦合结构包括位于相邻的两个介质谐振器111之间的耦合盲孔13，所述耦合盲孔13与其周边的介质块11共同形成类似所述介质谐振器111的结构，通过调整所述耦合盲孔13的深度、形状和个数可调节所述耦合盲孔13所处位置的谐振频率，从而可使所述耦合盲孔13所处位置相接的两个介质谐振器111实现容性耦合或者感性耦合，进而调节相邻两个介质谐振器111之间的相位关系。

请结合图2，所述介质滤波器1还包括两个端口盲孔14，所述端口盲孔14的深度和直径均与所述介质滤波器1的端口带宽相关，两个所述端口盲孔14包括一一对应作为输入端和输出端的第一端口盲孔141、第二端口盲孔142，所述第一端口盲孔141和第二端口盲孔142分设于对角的两个介质谐振器111上，即两个所述端口盲孔14分设于不相邻的第一介质谐振器1111和第三介质谐振器1113上，或者分设于不相邻的第二介质谐振器1112和第四介质谐振器1114上，且所述端口盲孔14和所述频率盲孔12分设于所述介质谐振器111相背的两面。

以所述第一端口盲孔141开设于所述第一介质谐振器1111上，所述第二端口盲孔142开设于所述第三介质谐振器1113上为例，电磁波从所述第一端口盲孔141输入到所述第二端口盲孔142输出的过程中，会形成两个传输路径：第一个传输路径为从所述第一端口盲孔141输入后，依次经过所述第一介质谐振器1111、第二介质谐振器1112和第三介质谐振器1113，再从所述第二端口盲孔142输出；第二个传输路径为从所述第一端口盲孔141输入后，依次经过所述第一介质谐振器1111、第四介质谐振器1114和第三介质谐振器1113，再从所述第二端口盲孔142输出。

请结合图3和图4，从仿真图中可看出，由于两个传输路径均经过相同数量的介质谐振器111，相比两个端口盲孔14局限地设置在相邻两个介质谐振器111上，可有效地提升所述介质滤波器1的信号传输设计灵活性，并且通过所述耦合盲孔13调节相邻两个介质谐振器111之间的相位关系，实现两个零点传输的同时还可改变两个零点的强弱关系，可在右侧零点强于左侧零点、左侧零点强于右侧零点之间切换调整，有效提升所述介质滤波器1的两个零点的带外印制设计灵活性，可分别在该介质滤波器1通带的两侧提供带外抑制设计，根据设计需求提供通带的高端抑制零点或通带的低端抑制零点。

进一步地，在图1和图2中示出，所述耦合结构还包括开设于所述介质块1的中部并分隔四个所述介质谐振器111的通孔15，通过所述通孔15可形成四个介质谐振器111中两两之间的耦合窗口。

所述通孔15包括至少一个分隔段151，所述分隔段151沿其两侧的两个介质谐振器111的连接面延伸的长度与位于该分隔段151两侧的两个介质谐振器111之间的耦合量相关，所述分隔段151的长度越长，其两侧的两个介质谐振器111之间的耦合窗口就越小，所述两个介质谐振器111之间的耦合量也就越小；同理，所述分隔段151的长度越短，其两侧的两个介质谐振器111之间的耦合量就越大。本领域技术人员可通过介质谐振器111之间耦合量的需求而调整所述分隔段151的长度，在同一通孔15中的多个分隔段151的长度可相同或不同。

所述通孔15的具体形状可根据所述介质滤波器1的实际参数需求设置，例如所述通孔15为通过一个或者多个分隔段151构成的“I”形、“L”形、“T”形、“十”形等结构，从而灵活调节各个介质谐振器111之间的耦合量，并可改变相邻两个介质谐振器111之间的电磁场感性和容性相位关系，与所述耦合盲孔13配合共同调节所述介质滤波器1中两个零点的强弱关系。

在本实施例中，由于在第二介质谐振器1112和第三介质谐振器1113之间、在第三介质谐振器1113和第四介质谐振器1114之间均设有所述耦合盲孔13，所述耦合盲孔13同样可调节其两侧的两个介质谐振器111的耦合量，因此所述通孔15可为通过两个所述分隔段151构成的“L”形结构，在配置有所述耦合盲孔13的两个介质谐振器111之间无需再设置所述分隔段151来调节对应两个介质谐振器111的耦合量。在其他实施方式中，在开设有耦合盲孔13的两个介质谐振器111之间也可设有所述分隔段151，即所述通孔15可为通过四个所述分隔段151构成的“十”形结构，在开设有耦合盲孔13的位置，通过所述耦合盲孔13与所述分隔段151共同调节两个介质谐振器111之间的耦合量。

优选地，所述介质滤波器1还包括至少部分覆盖于所述介质谐振器11、频率盲孔12、耦合盲孔13和端口盲孔14表面的导电层(图未示，下同)，所述导电层为金属化层，可采用镀银或者电镀其他满足条件的金属材料的方式形成。

进一步地，所述频率盲孔12的表面导电层的覆盖面积和厚度均与该频率盲孔12所处介质谐振器111的谐振频率相关，所述耦合盲孔13的表面导电层的覆盖面积和厚度均与通过该耦合盲孔13实现耦合的两个介质谐振器111的耦合量相关。

具体地，所述频率盲孔12和耦合盲孔13的表面均有至少部分未被所述导电层覆盖。本领域技术人员可通过去除所述频率盲孔12内的部分导电层来调节该频率盲孔12所处介质谐振器111的谐振频率，通过去除所述耦合盲孔13内的部分导电层来调节该耦合盲孔13和其周边的介电材料所形成的类似于介质谐振器111的结构的谐振频率，从而调节耦合盲孔13与其两侧的两个介质谐振器111之间的耦合量。在实际操作过程中，所述导电层被去除的区域可为所述频率盲孔12和耦合盲孔13中的底部或侧壁上，去除的位置可为一处或者不连续的多处。

优选地，所述介质谐振器111由陶瓷材料制成，陶瓷材料具有较高的介电常数、硬度以及较好的耐高温性能。在其他实施方式中，所述介质谐振器111还可由玻璃、电绝缘的高分子聚合物等固态介电材料制成。

优选地，所述介质滤波器1一体成型，便于加工，可有效降低生产成本且整体稳定性较好。

值得注意的是，本实施例以四个介质谐振器111为例说明所述介质滤波器1的结构，但不能视为对所述介质滤波器1结构的限定。在其他实施方式中，所述介质滤波器1还可包括更多的介质谐振器111，例如以上述四个介质谐振器111为基础，在所述第四介质谐振器1114之后叠加第五、第六介质谐振器等，但其不影响前面四个介质谐振器111的电磁波传输路径，即上述四个介质谐振器111构成该介质滤波器1的基础结构，电磁波在从所述第一端口盲孔141输入到所述第二端口盲孔142输出之后，再依次经过所述第五、第六介质谐振器等，从而可在实际应用中根据参数需求灵活配置不同数量的介质谐振器111。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种介质滤波器，包括介质块，所述介质块设有四个呈四边形排列的介质谐振器，其特征在于，所述介质滤波器还包括用于调节流经相邻两个介质谐振器之间信号的相位的耦合结构，以及两个一一对应作为输入端和输出端的端口盲孔，两个所述端口盲孔分设于对角的两个介质谐振器上。

2.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述耦合结构包括至少一个开设于相邻两个介质谐振器之间的耦合盲孔，所述耦合盲孔的深度、形状和个数均与其所处位置相接的两个介质谐振器之间的相位相关。

3.根据权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于，所述耦合结构包括开设于所述介质块中部并分隔四个所述介质谐振器的通孔，所述通孔用于形成四个所述介质谐振器中两两之间的耦合窗口。

4.根据权利要求3所述的介质滤波器，其特征在于，所述通孔包括位于相邻两个介质谐振器之间的分隔段，所述分隔段的长度与该分隔段两侧的两个介质谐振器之间的耦合量相关。

5.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，每个介质谐振器的表面均开设有用于调试其谐振频率的频率盲孔，所述端口盲孔和所述频率盲孔分设于所述介质谐振器相背的两面。

6.根据权利要求5所述的介质滤波器，其特征在于，所述频率盲孔的深度和直径均与其所处介质谐振器的谐振频率相关。

7.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述端口盲孔的深度和直径均与所述介质滤波器的端口带宽相关。

8.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，还包括至少部分覆盖所述介质块表面的导电层。

9.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述介质谐振器由固态介电材料制成。

10.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器一体成型。

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