CN212434802U - 一种介质滤波器电磁混合耦合结构及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请属于通信技术领域，涉及一种介质滤波器电磁混合耦合结构及通信设备；所述结构包括介质滤波器本体以及设于介质滤波器本体表面的两个谐振孔，每个谐振孔与其周围填充的介质形成介质谐振器，且每个谐振孔用于调试所在介质谐振器的谐振频率；介质滤波器本体上还设有一个耦合盲孔，耦合盲孔位于两个介质谐振器之间，用于实现两个介质谐振器之间的磁耦合；耦合盲孔的深度小于谐振孔的深度；两个介质谐振器之间还包括一个弧形盲槽，该弧形盲槽位于两个介质谐振器的同一侧边，用于实现两个介质谐振器之间的电耦合；且弧形盲槽的深度为介质滤波器本体厚度的60％～90％；本申请通过同时引入电磁混合耦合，可以简化滤波器结构减少交叉耦合的使用。

Description

一种介质滤波器电磁混合耦合结构及通信设备

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，涉及一种介质滤波器，尤其涉及一种介质滤波器电磁混合耦合结构及通信设备。

背景技术

滤波器是微波通信系统中不可或缺的电子元件，其性能决定了通信系统的质量。随着5G通信技术的到来，5G基站天线端口数从传统8端口增加到64端口、128端口，大幅度提升了滤波器的需求量。因此，小体积、轻量化、高性能滤波器应运而生且势在必行。而介质波导滤波器综合了腔体滤波器和传统介质滤波器的优良性能，故成为5G通信设备中最佳选择。

传统的波导滤波器为空气填充的金属腔结构，其金属材料边缘起到了电磁屏蔽和结构支撑的作用。但较大体积和重量已经不能满足5G基站小形化的要求。而介质波导滤波器采用高介电常数陶瓷材料填充、压制成形，起到电磁波传导和结构支撑作用。同时，由陶瓷粉体材料制作而成的谐振器，其优点是体积小、便于实现电路集成、温度稳定性高，以及在使用上不受频率限制。

传统的介质滤波器实现交叉耦合至少需要三个谐振器，才能产生一个陷波。导致交叉耦合的介质滤波器一般都存在体积较大，滤波器的使用阶数较多，结构排布不灵活等缺点。并且在这种设计条件下，只能通过调整耦合盲孔的深度或者直径来调整电耦合通量；其设计方式单一，调节效果不佳。

实用新型内容

基于现有技术存在的问题，考虑到传统的介质滤波器实现交叉耦合至少需要三个谐振器，才能产生一个陷波。本实用新型所采用电磁混合耦合结构产生一个陷波，只需要两个谐振器，这极大减少了滤波器的使用阶数，缩小了体积，且结构排布更加灵活。通过分别控制电耦合、磁耦合的大小来改变陷波位置，提高对应位置的阻带抑制。因此本实用新型提出了一种介质滤波器电磁混合耦合结构及通信设备。

在本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种介质滤波器电磁混合耦合结构，包括介质滤波器本体以及设于介质滤波器本体表面的两个谐振孔，每个所述谐振孔与其周围填充的介质形成介质谐振器，且每个所述谐振孔用于调试所在介质谐振器的谐振频率；所述介质滤波器本体上还设有一个耦合盲孔，所述耦合盲孔位于两个介质谐振器之间，用于实现两个所述介质谐振器之间的磁耦合；所述耦合盲孔的深度小于谐振孔的深度；两个介质谐振器之间还包括一个弧形盲槽，该弧形盲槽位于两个介质谐振器的同一侧边，用于实现两个所述介质谐振器之间的电耦合；且所述弧形盲槽的深度为陶瓷即介质滤波器本体厚度的60％～90％。

进一步的，所述耦合盲孔的深度小于谐振孔深度的80％。

进一步的，所述耦合盲孔的内部表面为螺纹状；所述螺纹所形成的螺旋线为圆柱螺旋线、变径螺旋线或者斐波那契螺旋线，可以通过螺纹线的形式增大其等效电长度。

进一步的，若谐振孔为盲孔，则所述弧形盲槽的深度大于谐振孔的深度。

进一步的，所述弧形盲槽的角度为90°～180°。

进一步的，所述耦合盲孔位于介质滤波器本体的上表面或者下表面，而谐振孔则只能固定在其中一侧，也就是说谐振孔和耦合盲孔可以设置于同一表面，也可以设置为不同侧表面。

进一步的，还包括在介质滤波器本体的谐振孔所对应的另一侧表面设置对称的输入输出盲孔。

进一步的，所述介质滤波器本体为陶瓷材料。

进一步的，所涂覆的导电层为银层。

在本实用新型的第二方面，本实用新型还提供了一种通信设备，包括上述一种介质滤波器电磁混合耦合结构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在两个介质谐振器间同时引入弧形盲槽和耦合盲孔，可以实现电磁混合耦合。其中弧形盲槽置于谐振器同一侧边，其深度大于谐振孔的深度，用于实现电耦合；耦合盲孔置于谐振器中间，其深度小于谐振孔的深度，用于实现磁耦合。通过调整耦合盲孔的深度、直径以及弧形盲槽的槽宽、弧度、弧长、槽深来调整电耦合、磁耦合的大小，使电耦合、磁耦合的绝对差值保持不变，滤波器通带性能不变，阻带产生陷波；电耦合、磁耦合的通量越大，陷波越靠近通带。通过引入电磁混合耦合，可以简化滤波器结构减少交叉耦合的使用；本实用新型所采用电磁混合耦合结构可以在滤波器带外产生陷波，通过控制电耦合与磁耦合的大小来控制陷波的位置。采用该种方式提高阻带抑制相比交叉耦合结构更简单，设计更自由。

附图说明

图1为本实用新型中的一种介质滤波器电磁混合耦合结构的剖切结构图；

图2为图1所对应实施例的立体结构图；

图3为本实用新型中的一种枕头形介质滤波器电磁混合耦合结构的剖切结构图；

图4为图3所对应实施例的立体结构图；

图5为本实用新型中的一种V形介质滤波器电磁混合耦合结构的剖切结构图；

图6为图5所对应实施例的立体结构图；

图7是V形介质滤波器电磁混合耦合结构的等效电路图；

图8是V形介质滤波器电磁混合耦合结构的性能图；

图9为本实用新型中的一种具有加强脊的介质滤波器电磁混合耦合结构的剖切结构图；

图10为图9所对应实施例的立体结构图；图中，101、102、103、104、介质滤波器本体，201、202、203、204、谐振孔，301、302、303、耦合盲孔，304、耦合台阶，401、402、403、404、弧形盲槽。

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。

需要说明的是，文中所称元件与另一个元件“固定”时，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连接”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

第一实施例

如图1～2所示，一种介质滤波器电磁混合耦合结构，包括介质滤波器本体101以及设于介质滤波器本体表面的两个谐振孔201，每个所述谐振孔201与其周围填充的介质形成介质谐振器，且每个所述谐振孔201用于调试所在介质谐振器的谐振频率；所述介质滤波器本体上还设有一个耦合盲孔301，所述耦合盲孔301位于两个介质谐振器的谐振孔201之间，耦合盲孔301的深度小于谐振孔201深度的80％，用于实现两个所述介质谐振器之间的磁耦合；所述耦合盲孔301的深度小于谐振孔201的深度；两个介质谐振器之间还包括一个弧形盲槽401，该弧形盲槽401位于两个介质谐振器的同一侧边，用于实现两个所述介质谐振器之间的电耦合；且所述弧形盲槽401的深度为介质滤波器本体的60％～90％。本实施例中的弧形盲槽401置于谐振器同一侧边，其深度大于谐振孔201的深度，用于实现电耦合；耦合盲孔301置于谐振器中间，用于实现磁耦合。

第二实施例

如图3～4所示，一种介质滤波器电磁混合耦合结构，包括介质滤波器本体102以及设于介质滤波器本体表面的两个谐振孔202，每个所述谐振孔202与其周围填充的介质形成介质谐振器，且每个所述谐振孔202用于调试所在介质谐振器的谐振频率；所述介质滤波器本体上还设有一个耦合盲孔302，所述耦合盲孔302位于两个介质谐振器的谐振孔202之间，耦合盲孔302的深度小于谐振孔202深度的80％；用于实现两个所述介质谐振器之间的磁耦合；所述耦合盲孔302的深度小于谐振孔202的深度；两个介质谐振器之间还包括一个弧形盲槽402，该弧形盲槽402位于两个介质谐振器的同一侧边，用于实现两个所述介质谐振器之间的电耦合；且所述弧形盲槽402的深度为介质滤波器本体的60％～90％。本实施例中，所述弧形盲槽402为枕头形状，其中枕头形状的一侧为多弧形，本实施例在两个谐振器之间形成电磁混合耦合，其中枕头槽与两个谐振孔之间产生容性耦合，与耦合盲孔之间产生感性耦合，最终达到电磁混合耦合的目的。

第三实施例

如图5～6所示，一种介质滤波器电磁混合耦合结构，包括介质滤波器本体103以及设于介质滤波器本体表面的两个谐振孔203，每个所述谐振孔203与其周围填充的介质形成介质谐振器，且每个所述谐振孔203用于调试所在介质谐振器的谐振频率；所述介质滤波器本体上还设有一个耦合盲孔303，所述耦合盲孔303位于两个介质谐振器的谐振孔203之间，耦合盲孔303的深度小于谐振孔203深度的80％；用于实现两个所述介质谐振器之间的磁耦合；所述耦合盲孔303的深度小于谐振孔203的深度；两个介质谐振器之间还包括一个弧形盲槽403，该弧形盲槽403位于两个介质谐振器的同一侧边，用于实现两个所述介质谐振器之间的电耦合；且所述弧形盲槽403的深度为介质滤波器本体的60％～90％；本实施例中的弧形盲槽403是图1和图2中弧形盲槽401的变形，本实施例中，所述弧形盲槽403为V形，其中V形的尾翼朝向耦合盲孔303，如图7所示，在两个谐振器之间形成电磁混合耦合，其中V型槽产生容性耦合，在等效电路中串联电容，从而连接浅槽产生感性耦合，并在等效电路中串联电感；其效果参考如图8所示的两个对称的传输零点。

第四实施例

如图9～10所示，本实施例与第一实施例不同的是，耦合台阶304与该两个相邻的谐振孔204之间通过耦合结构连接。本实施例所设置的耦合结构，可进一步有效地抑制该两个相邻的介质谐振器之间产生的寄生耦合，从而可进一步保证介质波导滤波器的电气性能。具体的，一种介质滤波器电磁混合耦合结构，包括介质滤波器本体104以及设于介质滤波器本体表面的两个谐振孔204，每个所述谐振孔204与其周围填充的介质形成介质谐振器，且每个所述谐振孔204用于调试所在介质谐振器的谐振频率；所述介质滤波器本体上还设有一个耦合盲孔304，所述耦合盲孔304通过耦合结构连接两个介质谐振器的谐振孔204，耦合盲孔304的深度小于谐振孔204深度的80％，用于实现两个所述介质谐振器之间的磁耦合；所述耦合台阶的深度小于谐振孔204的深度；两个介质谐振器之间还包括一个弧形盲槽404，该弧形盲槽404位于两个介质谐振器的同一侧边，用于实现两个所述介质谐振器之间的电耦合；且所述弧形盲槽404的深度为介质滤波器本体的60％～90％；本实施例相当于去除了上述实施例的耦合盲孔，本实施例通过调整耦合台阶304的高度等效实现耦合盲孔的功能。本实施例还提供了一种通信设备，包括如上述任一个实施例所述的介质滤波器。该通信设备，包含前述的介质滤波器，频率选择特性好。该通信设备可以是天线，也可以是收发信机等，采用前述提供的介质滤波器，提升了进行设计时的频率选择特性，可以根据实际的需要进行设计和布置，不再赘述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“外”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋转”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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 (10)

1.一种介质滤波器电磁混合耦合结构，包括介质滤波器本体以及设于介质滤波器本体表面的两个谐振孔，每个所述谐振孔与其周围填充的介质形成介质谐振器，且每个所述谐振孔用于调试所在介质谐振器的谐振频率；所述介质滤波器本体上还设有一个耦合盲孔，所述耦合盲孔位于两个介质谐振器之间，用于实现两个所述介质谐振器之间的磁耦合；所述耦合盲孔的深度小于谐振孔的深度；其特征在于，两个介质谐振器之间还包括一个弧形盲槽，该弧形盲槽位于两个介质谐振器的同一侧边，用于实现两个所述介质谐振器之间的电耦合；且所述弧形盲槽的深度为介质滤波器本体的60％～90％。

2.根据权利要求1所述的一种介质滤波器电磁混合耦合结构，其特征在于，所述耦合盲孔的深度小于谐振孔深度的80％。

3.根据权利要求1所述的一种介质滤波器电磁混合耦合结构，其特征在于，所述耦合盲孔的内部表面为螺纹状。

4.根据权利要求1所述的一种介质滤波器电磁混合耦合结构，其特征在于，若谐振孔为盲孔，则所述弧形盲槽的深度大于谐振孔的深度。

5.根据权利要求1所述的一种介质滤波器电磁混合耦合结构，其特征在于，所述弧形盲槽的角度为90°～180°。

6.根据权利要求1所述的一种介质滤波器电磁混合耦合结构，其特征在于，所述耦合盲孔位于介质滤波器本体的上表面或者下表面。

7.根据权利要求1所述的一种介质滤波器电磁混合耦合结构，其特征在于，还包括在介质滤波器本体的谐振孔所对应的另一侧表面设置对称的输入输出盲孔。

8.根据权利要求1所述的一种介质滤波器电磁混合耦合结构，其特征在于，所述介质滤波器本体为陶瓷材料。

9.根据权利要求1所述的一种介质滤波器电磁混合耦合结构，其特征在于，所涂覆的导电层为银层。

10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的一种介质滤波器电磁混合耦合结构。

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