CN212011205U - 一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构，包括金属谐振腔、金属腔与介质腔耦合窗口和介质谐振腔，金属谐振腔、介质谐振腔和金属腔与介质腔耦合窗口均设置于壳体内，所述金属谐振腔包括金属谐振腔A、金属谐振腔B和金属谐振腔C，金属腔与介质腔耦合窗口包括金属腔与介质腔耦合窗口A、金属腔与介质腔耦合窗口B和金属腔与介质腔耦合窗口C，介质谐振腔包括介质谐振腔A、介质谐振腔B和介质谐振腔C。本实用新型功率容量大，Q值高，电性能稳定，同轴介质谐振器不容易与金属接触面出现打火烧坏现象，银质耦合件连接也可以承受大功率的射频信号通过。生产过程简单，便于操作，有效提高生产效率，降低生产成本。

Description

一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构

技术领域

本实用新型涉及防护面罩技术领域，具体为一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构。

背景技术

在现代移动通信技术中，微波射频器件已经成为了必不可少的重要组成部分。传统的金属同轴腔体滤波器虽然使用广泛，技术成熟，但已无法应对现代通信技术对于腔体滤波器低插损，高抑制的要求。腔体介质滤波器虽然具有插损小、抑制高、无源互调好、功率容量大和温度漂移小等优势，但由于其存在制作成本，工艺实现，技术难度等问题，并没有能够得到广泛的应用。由于金属同轴腔体滤波器与腔体介质滤波器各有优势，可以取长补短将两者共同使用在射频器件的双工单元中，对技术指标要求严酷的滤波器可以使用腔体介质滤波器，对常技术指标为常规要求的可以使用成本更低的金属同轴腔体滤波器。腔体介质滤波器通常使用两种不同模式的介质谐振子：TE 模式介质谐振子和TM模式介质谐振子。TM模式介质谐振子的电磁场分布模式与传统金属腔体谐振器的电磁场分布模式相同，因此包含TM模式介质的射频器件，其调谐和耦合的方式与常规金属同轴滤波器相同。TE模式介质谐振子的电磁场分布模式与传统金属同轴腔体谐振器的电磁场分布模式恰好相反，因此在设计同时包含TE模式介质与金属同轴腔体的射频器件的时候，需要着重关注两者的耦合方式。目前对于TE模式介质谐振子和金属同轴腔体谐振器耦合的问题研究还比较少，即使有少量文献，也着重强调两种不同类型谐振器混合使用的应用特点，未见有谈及TE模式介质与金属同轴腔体谐振器耦合方法的文献资料报道。本项目涉及的第5代移动通信产业的中心将是中国无线移动通信基站是现代通信系统重要的物理支撑，为了对通信过程中的特定频率信号进行过滤或者删除，要求通信网络中的每一个基站具备强大的信号处理能力以保证信号传输不出现失真现象。滤波器作为基站中处理信号的关键器件，其性能的改善决定了通信质量的提升和通信技术的发展方向。目前，滤波器的小型化是无线通信基站发展的关键技术之一，高性能高介电常数的陶瓷介质是实现滤波器小型化的关键材料，会影响滤波器的Q值、可靠性等关键性能。因此，本项目对于滤波器性能的改善以及通信技术的发展具有极其重要的意义。移动通信产业是电子信息产业的支柱，这将极大地改变电子信息产业的全球格局。未来几年内，国内第五代移动通信系统建设量将十分巨大，建设速度仅领先于美、日、韩等发达国家，领先欧洲和其他多数亚非拉国家。目前的介质成本较高、近端二次模不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构，采用介质金属混合腔技术、本实用新型所提到的滤波器关键技术的研发是采用了高Q值陶瓷介质材料作为谐振器件，融合了低损耗、高Q值微波介质材料仿真技术、HFSS谐振腔仿真技术、温度漂移设计仿真技术、陶瓷介质滤波器表面金属化工艺技术以及高性能陶瓷介质滤波器测试技术等多种技术，具有体积小、Q值大、插损低、稳定性好、承受高功率的特点，可以解决现有技术中滤波器插损大，体积大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构，包括金属谐振腔、金属腔与介质腔耦合窗口和介质谐振腔，金属谐振腔、介质谐振腔和金属腔与介质腔耦合窗口均设置于壳体内，所述金属谐振腔包括金属谐振腔A、金属谐振腔B和金属谐振腔C，金属腔与介质腔耦合窗口包括金属腔与介质腔耦合窗口A、金属腔与介质腔耦合窗口B和金属腔与介质腔耦合窗口C，介质谐振腔包括介质谐振腔A、介质谐振腔B和介质谐振腔C，金属谐振腔与介质谐振腔A设有用于安装介质谐振器的介质谐振子腔和用于安装同轴腔体谐振器的金属谐振腔A、金属谐振腔B和金属谐振腔C，进行窗口耦合通过金属腔与介质腔耦合窗口A、金属腔与介质腔耦合窗口B和金属腔与介质腔耦合窗口C的长短来调控金属腔与介质的场强改变介质与金属腔的耦合，所述介质谐振腔 A、介质谐振腔B和介质谐振腔C内安装介质谐振柱。

优选的，所述介质谐振柱利用连接钉固定在所述金属谐振腔的底部。

优选的，所述介质谐振柱组成的圆柱介质谐振器的主模为TE 01模式，电场环绕介质谐振腔A的圆柱腔的轴向，磁场沿轴向从介质顶部穿出，环绕介质从底部穿入，与电场垂直。

优选的，所述介质谐振柱与金属谐振腔A组成金属同轴谐振器。

优选的，所述金属同轴谐振器的电磁场方向与所述TE 01模式介质谐振器恰好相反，磁场环绕金属同轴腔的轴向，电场沿轴向从金属同轴腔顶部穿出，环绕同轴腔后从底部穿入。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型具有很高的带外抑制度，以防止带外信号的干扰，并显著减小了体积和重量。采用了先进的压电陶瓷TEM01模阵列，能规避带内信号的干扰、体积小、功耗小、调谐速度快、无任何噪声、调谐通带精度高、可靠性高。窗口直接耦合避免了片状耦合的一致性差，不但提高了电性能一致性还提高了互调稳定性，在批量生产远远超出片状耦合，通过场强方向可以满足正耦合和负耦合结构。实现了在具有不同电磁场谐振模式中TE 01模式介质滤波器与金属同轴腔体滤波器之间的信号导通。直接窗口结构调谐方便，可以方便的通过耦合件与介质谐振器或者金属同轴谐振器之间的耦合，而不会对另一侧产生很大影响。功率容量大，Q值高，电性能稳定，同轴介质谐振器不容易与金属接触面出现打火烧坏现象，银质耦合件连接也可以承受大功率的射频信号通过。生产过程简单，便于操作，有效提高生产效率，降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型同轴腔体与介质谐振器窗口耦合结构方案结构图。

图中：1、金属谐振腔A；102、金属谐振腔B；103、金属谐振腔C；203、金属腔与介质腔耦合窗口A；204、金属腔与介质腔耦合窗口B；205、金属腔与介质腔耦合窗口C；301、介质谐振腔A；302、介质谐振腔B；303、介质谐振腔C；401、壳体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构，包括金属谐振腔、金属腔与介质腔耦合窗口和介质谐振腔，金属谐振腔、介质谐振腔和金属腔与介质腔耦合窗口均设置于壳体401内，金属谐振腔包括金属谐振腔A101、金属谐振腔B102和金属谐振腔C103，金属腔与介质腔耦合窗口包括金属腔与介质腔耦合窗口A203、金属腔与介质腔耦合窗口B204和金属腔与介质腔耦合窗口C205，介质谐振腔包括介质谐振腔A301、介质谐振腔B302 和介质谐振腔C303，金属谐振腔与介质谐振腔A301设有用于安装介质谐振器的介质谐振子腔和用于安装同轴腔体谐振器的金属谐振腔A101、金属谐振腔B102和金属谐振腔C103，进行窗口耦合通过金属腔与介质腔耦合窗口 A203、金属腔与介质腔耦合窗口B204和金属腔与介质腔耦合窗口C205的长短来调控金属腔与介质的场强改变介质与金属腔的耦合，来保证耦合带宽的一致性，通过窗口耦合，在调试过程中起到很大的方便，不会对二次模产生很大影响，功率容量比原来金属腔容量大，介质谐振器不容易与金属接触面出现打火烧坏现象。Q值高，插损比原来大大提升百分七十以上，介质谐振腔A301、介质谐振腔B302和介质谐振腔C303内安装介质谐振柱。磁场沿轴向从介质顶(底)部穿出，环绕介质从底(顶)部穿入，与电场垂直，与金属谐振腔A101组成的金属同轴谐振器，其电磁场方向与上述TE 01模式介质谐振器恰好相反，磁场环绕金属同轴腔的轴向，电场沿轴向从金属同轴腔顶(底) 部穿出，环绕同轴腔后从底(顶)部穿入，与磁场垂直来实现。介质谐振柱利用连接钉固定在金属谐振腔的底部。介质谐振柱组成的圆柱介质谐振器的主模为TE 01模式，电场环绕介质谐振腔A301的圆柱腔的轴向，磁场沿轴向从介质顶部穿出，环绕介质从底部穿入，与电场垂直。介质谐振柱与金属谐振腔 A101组成金属同轴谐振器。金属同轴谐振器的电磁场方向与TE 01模式介质谐振器恰好相反，磁场环绕金属同轴腔的轴向，电场沿轴向从金属同轴腔顶部穿出，环绕同轴腔后从底部穿入。

本实用新型具有很高的带外抑制度，以防止带外信号的干扰，并显著减小了体积和重量。采用了先进的压电陶瓷TEM01模阵列，能规避带内信号的干扰、体积小、功耗小、调谐速度快、无任何噪声、调谐通带精度高、可靠性高。窗口直接耦合避免了片状耦合的一致性差，不但提高了电性能一致性还提高了互调稳定性，在批量生产远远超出片状耦合，通过场强方向可以满足正耦合和负耦合结构。实现了在具有不同电磁场谐振模式中TE 01模式介质滤波器与金属同轴腔体滤波器之间的信号导通。直接窗口结构调谐方便，可以方便的通过耦合件与介质谐振器或者金属同轴谐振器之间的耦合，而不会对另一侧产生很大影响。功率容量大，Q值高，电性能稳定，同轴介质谐振器不容易与金属接触面出现打火烧坏现象，银质耦合件连接也可以承受大功率的射频信号通过。生产过程简单，便于操作，有效提高生产效率，降低生产成本。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构，包括金属谐振腔、金属腔与介质腔耦合窗口和介质谐振腔，金属谐振腔、介质谐振腔和金属腔与介质腔耦合窗口均设置于壳体(401)内，其特征在于：所述金属谐振腔包括金属谐振腔A(101)、金属谐振腔B(102)和金属谐振腔C(103)，金属腔与介质腔耦合窗口包括金属腔与介质腔耦合窗口A(203)、金属腔与介质腔耦合窗口B(204)和金属腔与介质腔耦合窗口C(205)，介质谐振腔包括介质谐振腔A(301)、介质谐振腔B(302)和介质谐振腔C(303)，金属谐振腔与介质谐振腔A(301)设有用于安装介质谐振器的介质谐振子腔和用于安装同轴腔体谐振器的金属谐振腔A(101)、金属谐振腔B(102)和金属谐振腔C(103)，进行窗口耦合通过金属腔与介质腔耦合窗口A(203)、金属腔与介质腔耦合窗口B(204)和金属腔与介质腔耦合窗口C(205)的长短来调控金属腔与介质的场强改变介质与金属腔的耦合，所述介质谐振腔A(301)、介质谐振腔B(302)和介质谐振腔C(303)内安装介质谐振柱。

2.根据权利要求1所述的一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构，其特征在于：所述介质谐振柱利用连接钉固定在所述金属谐振腔的底部。

3.根据权利要求1所述的一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构，其特征在于：所述介质谐振柱组成的圆柱介质谐振器的主模为TE 01模式，电场环绕介质谐振腔A(301)的圆柱腔的轴向，磁场沿轴向从介质顶部穿出，环绕介质从底部穿入，与电场垂直。

4.根据权利要求1所述的一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构，其特征在于：所述介质谐振柱与金属谐振腔A(101)组成金属同轴谐振器。

5.根据权利要求3所述的一种介质同轴腔体与介质谐振器窗口直接耦合结构，其特征在于：所述金属同轴谐振器的电磁场方向与所述TE 01模式介质谐振器恰好相反，磁场环绕金属同轴腔的轴向，电场沿轴向从金属同轴腔顶部穿出，环绕同轴腔后从底部穿入。

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