一种te模多通带介质滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种TE模双通带介质滤波器，主要解决传统多通带滤波器设计复杂和带外抑制不高的问题。其包括TE模介质谐振器(5)和支撑柱(20)、介质调谐杆(8)和调谐盘(6)、控制端口耦合的金属圆弧(2)和输入输出接口(3)、腔体(1)和腔间耦合结构(13)。通过设定所述介质调谐杆(8)和调谐盘(6)的高度来实现多通带响应；所述TE模介质谐振器(5)通过腔间耦合结构(13)进行谐振器间耦合，通过金属圆弧(2)进行馈电耦合。结合本发明提供的介质滤波器带外抑制方法，所述金属圆弧(2)设置方式的不同可在频带左右侧设定传输零点，改善滤波器的带外抑制。本发明具有Q值高，便于设计加工，带外抑制高等优点。
【专利说明】
一种TE模多通带介质滤波器
技术领域
[0001]本发明涉及射频通信滤波技术领域，具体涉及一种TE模多通带介质滤波器。
【背景技术】
[0002]随着移动通信的迅猛发展，通信频谱资源越来越拥挤，通信系统经常工作在多个频段。这需要高性能的多通带滤波器提高通信系统容量，并避免相邻信道间的干扰。与此同时人们对通信传输质量的要求越来越高，这也对通信系统中的滤波器性能指标提出了更高的要求，插入损耗要求更低，体积要求更小等。介质谐振器具备无载Q值高、尺寸小和高介电常数等特点，满足了通信系统发展的需求，从而得到迅猛的发展，并被广泛应用于无线基站和航天航空等领域。
[0003]2014 年 T.V.P i dhur s ka和 A.A.Trubin 在Rad i o e I e c tr on i c s andCommunicat1ns Systems 上发表题为“Dual-bandpass filter built on rectangulardielectric resonators”的文章。采用rectangular型介质谐振器，通过激发基模TE_模和二次模ΤΕ?2δ模两个模得到双通带，但是阻带未产生传输零点导致频率选择性不够高。
[0004]2015年Seema Awasthi和Animesh Biswas等人在Internat1nal Journal of RFand Microwave Computer-Aided Engineering 上发表题为 “Dual-band dielectricresonator bandstop filters”的文章。采用TE模介质谐振器结构，同时结合源负载親合产生了一个传输零点，但也造成了腔体尺寸的增大。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种TE模多通带介质滤波器，以产生传输零点，简化多通带滤波器设计的同时，改善滤波器的带外抑制并提高滤波器的频率选择性。
[0007]为实现上述目的，本发明至少采用以下技术方案之一实现。
[0008]一种TE模双通带介质滤波器，包括:腔体，在腔体中各自均按腔体的四个角依次布置的四个TE模介质谐振器、四个支撑柱、四个介质调谐杆和四个介质调谐盘，控制端口耦合的第一金属圆弧、第二金属圆弧，两个输入输出接口，和腔间親合结构;第一金属圆弧与第一输入输出接口连接，第二金属圆弧与第二输入输出接口连接；四个TE模介质谐振器的下方均各自设有一个支撑柱，四个介质调谐盘与四个TE模介质谐振器之间的布置关系为上下一一对应且在正投影上同心；四个介质调谐杆分别一一对应位于四个介质调谐盘上；四个TE模介质谐振器依次为第一 TE模介质谐振器、第二 TE模介质谐振器、第三TE模介质谐振器、第四TE模介质谐振器；
其中所述第一介质调谐盘和第二介质调谐盘高度相同，第三介质调谐盘和第四介质调谐盘高度相同且高于第一介质调谐盘的高度；第一介质调谐杆和第二介质调谐杆高度相同，第三介质调谐杆和第四介质调谐杆高度相同且高于第一介质调谐杆高度； 所述四个TE模介质谐振器通过腔间耦合结构进行谐振器间的耦合，同时通过第一金属圆弧、第二金属圆弧进行输入输出馈电耦合;腔体按所述四个角划分为四个谐振腔；
所述第一输入输出接口位于腔体中左上谐振腔的上侧，第二输入输出接口位于腔体中右上谐振腔的右侧;所述第一金属圆弧位于第一输入输出接口的左侧，第二金属圆弧位于输入输出接口的上方。金属圆弧设置方式的不同可在频带左右侧设定传输零点。
[0009]进一步地，每个谐振腔中的支撑柱、介质调谐杆、介质调谐盘与TE模介质谐振器同心设置。
[0010]进一步地，第一金属圆弧、第二金属圆弧均与所在的谐振腔中的介质调谐盘同心。
[0011]进一步地，所述四个支撑柱均通过螺钉固定在腔体中，所述TE模介质谐振器与支撑柱一一对应并通过粘结固定。
[0012]进一步地，第一金属圆弧的长宽与第二金属圆弧的长宽相等，金属圆弧通过与对应的输入输出接口焊接形成滤波器馈电结构。
[0013]进一步地，所述两个输入输出接口位于所属谐振腔的腔壁的中心。
[0014]进一步地，所述腔间耦合结构包括第一腔间耦合结构和第二腔间耦合结构，第一腔间耦合结构位于第一 TE模介质谐振器、与第四TE模介质谐振器之间；第二腔间耦合结构为两个相互垂直的结构即形成位于第一 TE模介质谐振器与第二 TE模介质谐振器之间、第二TE模介质谐振器与第三TE模介质谐振器之间、第三TE模介质谐振器与第四TE模介质谐振器之间的耦合结构，且第三TE模介质谐振器与第四TE模介质谐振器之间的耦合窗口宽度为O。
[0015]与现有技术相比，本发明具有以下优点和技术效果:
1.本发明采用TE模介质谐振器，并对其打孔避免了高次模式的干扰，Q值高且便于滤波器的加工制造；
2.本发明通过设定介质谐振器的调谐盘和调谐杆高度即可实现多通带响应，简化了设计复杂度；
3.本发明根据改变馈电方式得到可控传输零点的思想，使得两个设计方案均具有对称传输零点，提高了频率选择性，避免了源负载耦合复杂的端口耦合结构，或者是混合电磁耦合复杂的调谐结构。
[0016]
【附图说明】
[0017]图1是实施例中去掉盖板后的一种TE模多通带介质滤波器俯视示意图；
图2是图1的A-A#lj视不意图；
图3是实施例的传输特性I S211和回波损耗I Sn I仿真及测试曲线图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的具体实施方案作详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下例表述的范围。
[0019]如图1、图2所示，一种TE模双通带介质滤波器，其包括:腔体(I)，在腔体中各自均按腔体的四个角依次布置的四个TE模介质谐振器(5、19、16、12)、四个支撑柱(图中只示出20、22)、四个介质调谐杆(8、17、14、10)和四个介质调谐盘(6、18、15、11)，控制端口耦合的第一金属圆弧2、第二金属圆弧4，两个输入输出接口( 3、7)，和腔间親合结构;第一金属圆弧2与第一输入输出接口 3连接，第二金属圆弧4与第二输入输出接口 7连接；四个TE模介质谐振器的下方均各自设有一个支撑柱，四个介质调谐盘与四个TE模介质谐振器之间的布置关系为上下一一对应且在正投影上同心；四个介质调谐杆分别一一对应位于四个介质调谐盘上；四个TE模介质谐振器依次为第一TE模介质谐振器5、第二TE模介质谐振器19、第三TE模介质谐振器16、第四TE模介质谐振器12;其中所述第一介质调谐盘6和第二介质调谐盘18高度相同，第三介质调谐盘15和第四介质调谐盘11高度相同且高于第一介质调谐盘6的高度；第一介质调谐杆8和第二介质调谐杆17高度相同，第三介质调谐杆14和第四介质调谐杆10高度相同且高于第一介质调谐杆8高度;所述四个TE模介质谐振器通过腔间耦合结构进行谐振器间的耦合，同时通过第一金属圆弧2、第二金属圆弧4进行输入输出馈电耦合;腔体I按所述四个角划分为四个谐振腔;所述第一输入输出接口 3位于腔体I中左上谐振腔的上侧，第二输入输出接口 7位于腔体I中右上谐振腔的右侧;所述第一金属圆弧2位于第一输入输出接口 3的左侧，第二金属圆弧4位于输入输出接口 7的上方。金属圆弧(2，4)设置方式的不同可在频带左右侧设定传输零点。每个谐振腔中的支撑柱、介质调谐杆、介质调谐盘与TE模介质谐振器5同心设置。第一金属圆弧2、第二金属圆弧4均与所在的谐振腔中的介质调谐盘同心。所述四个支撑柱均通过螺钉21固定在腔体I中，所述TE模介质谐振器与支撑柱一一对应并通过粘结固定。第一金属圆弧2的长宽与第二金属圆弧4的长宽相等，金属圆弧通过与对应的输入输出接口焊接形成滤波器馈电结构。所述两个输入输出接口 3、7位于所属谐振腔的腔壁的中心。所述腔间耦合结构包括第一腔间耦合结构9和第二腔间耦合结构13，第一腔间耦合结构9位于第一 TE模介质谐振器5、与第四TE模介质谐振器12之间；第二腔间耦合结构13为两个相互垂直的结构即形成位于第一 TE模介质谐振器5与第二 TE模介质谐振器19之间、第二TE模介质谐振器19与第三TE模介质谐振器16之间、第三TE模介质谐振器16与第四TE模介质谐振器12之间的耦合结构，且第三TE模介质谐振器16与第四TE模介质谐振器12之间的耦合窗口宽度为O。
[0020]以下再进一步举例进行说明四个谐振器的双通带滤波器。
[0021]参照图1和图2，双通带带通滤波器主要由四个TE模介质谐振器(5、12、16、19)，四个支撑柱(20、22、24、25)，四个介质调谐杆(8、10、14、17)，介质调谐盘(6、11、15、18)，控制端口耦合的金属圆弧(2、4)，输入输出接口(3、7)，腔体1和腔间耦合结构(13、9)组成。其中:
所述TE模介质谐振器采用介质材料，其介电常数为^=37，损耗正切角tan =0.0002；如图2所示，其高度为13mm，外直径为32mm，内孔直径为8mm，与支撑柱粘结。所述支撑柱采用氧化招材料，高度为7mm，夕卜直径为19.5mm，上层内孔直径为13.5mm，高度为4mm，下层内孔为直径为3_的螺纹孔，通过金属螺钉(21、23)固定在腔体中。
[0022]所述介质调谐杆长度为35mm，直径为6mm;所述介质调谐盘长度为2mm，直径为25mm;介质调谐盘与调谐杆采用介质材料相同，其介电常数为^=1，损耗正切角tan <?=
0.0002ο
[0023]所述金属圆弧(2、4)的弧度均为110度，所述输入输出接口(3、7)位于其所属谐振腔壁的中心，其高度均为27mm。
[0024]所述金属腔体底面边长为92mm，高度为50mm，倒角设置为R2(半径为2mm);如图1所示，所述腔间親合结构厚度为4mm，高度为40mm，其中腔间親合结构9开窗宽度为18mm，腔间親合结构13的垂直部分开窗宽度为35mm，水平部分开窗宽度为18mm。
[0025]所述一介质调谐盘(6、18)高度均为30mm，所述介质调谐盘(11、15)高度均为40mm;所述介质调谐杆(8、17)高度均为32mm，所述介质调谐杆(10、14)高度均为42mm。
[0026]本发明的效果可通过以下仿真和测试实验进一步说明:
仿真1.在三维电磁仿真软件HFSS中对本发明实施例进行仿真，得到的双通带滤波器响应曲线图如图3虚线所示。
[0027]测试1.利用矢量网络分析仪对加工出来的双通带滤波器进行测试，得到的双通带滤波器响应曲线图如图3实线所示。
[0028]从图3的双通带滤波器的响应曲线图可以看出，实施例的双通带滤波器中两个子通带的中心频率分别为1.80GHz和1.84GHz，对应的相对带宽分别为1.9%和1.1%，插入损耗分别为0.57dB和0.53dB，带内回波损耗均达20dB，且具有对称传输零点，使滤波器具有良好的频率选择性。
[0029]上述的实例是本发明的优选实施例，并不构成对本发明的任何限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种TE模双通带介质滤波器，其特征在于包括:腔体(I)，在腔体中各自均按腔体的四个角依次布置的四个TE模介质谐振器(5、19、16、12)、四个支撑柱、四个介质调谐杆(8、17、14、10)和四个介质调谐盘(6、18、15、11)，控制端口耦合的第一金属圆弧(2)、第二金属圆弧(4)，两个输入输出接口(3、7)，和腔间親合结构;第一金属圆弧(2)与第一输入输出接口(3)连接，第二金属圆弧(4)与第二输入输出接口(7)连接;四个TE模介质谐振器的下方均各自设有一个支撑柱，四个介质调谐盘与四个TE模介质谐振器之间的布置关系为上下一一对应且在正投影上同心；四个介质调谐杆分别一一对应位于四个介质调谐盘上；四个TE模介质谐振器依次为第一 TE模介质谐振器(5)、第二 TE模介质谐振器(19)、第三TE模介质谐振器(16)、第四TE模介质谐振器(12); 其中所述第一介质调谐盘(6)和第二介质调谐盘(18)高度相同，第三介质调谐盘(15)和第四介质调谐盘(11)高度相同且高于第一介质调谐盘(6)的高度;第一介质调谐杆(8)和第二介质调谐杆(17)高度相同，第三介质调谐杆(14)和第四介质调谐杆(10)高度相同且高于第一介质调谐杆(8)高度； 所述四个TE模介质谐振器通过腔间耦合结构进行谐振器间的耦合，同时通过第一金属圆弧(2)、第二金属圆弧(4)进行输入输出馈电耦合;腔体(I)按所述四个角划分为四个谐振腔； 所述第一输入输出接口(3)位于腔体(I)中左上谐振腔的上侧，第二输入输出接口(7)位于腔体(I)中右上谐振腔的右侧;所述第一金属圆弧(2)位于第一输入输出接口(3)的左侧，第二金属圆弧(4)位于输入输出接口(7)的上方。2.根据权利要求1所述的TE模双通带介质滤波器，其特征在于:每个谐振腔中的支撑柱、介质调谐杆、介质调谐盘与TE模介质谐振器(5)同心设置。3.根据权利要求1所述的TE模双通带介质滤波器，其特征在于:第一金属圆弧(2)、第二金属圆弧(4)均与所在的谐振腔中的介质调谐盘同心。4.根据权利要求1所述的TE模双通带介质滤波器，其特征在于:所述四个支撑柱均通过螺钉(21)固定在腔体(I)中，所述TE模介质谐振器与支撑柱一一对应并通过粘结固定。5.根据权利要求1所述的TE模双通带介质滤波器，其特征在于:第一金属圆弧(2)的长宽与第二金属圆弧(4)的长宽相等，金属圆弧通过与对应的输入输出接口焊接形成滤波器馈电结构。6.根据权利要求1所述的TE模双通带介质滤波器，其特征在于:所述两个输入输出接口(3,7)位于所属谐振腔的腔壁的中心。7.根据权利要求1所述的TE模双通带介质滤波器，其特征在于:所述腔间耦合结构包括第一腔间耦合结构(9)和第二腔间耦合结构(13)，第一腔间耦合结构(9)位于第一 TE模介质谐振器(5)、与第四TE模介质谐振器(12)之间；第二腔间耦合结构(13)为两个相互垂直的结构即形成位于第一 TE模介质谐振器(5)与第二 TE模介质谐振器(19)之间、第二 TE模介质谐振器(19)与第三TE模介质谐振器(16)之间、第三TE模介质谐振器(16)与第四TE模介质谐振器(12)之间的耦合结构，且第三TE模介质谐振器(16)与第四TE模介质谐振器(12)之间的耦合窗口宽度为O。
【文档编号】H01P1/208GK106099273SQ201610630251
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月31日 公开号201610630251.7, CN 106099273 A, CN 106099273A, CN 201610630251, CN-A-106099273, CN106099273 A, CN106099273A, CN201610630251, CN201610630251.7
【发明人】胡斌杰, 侯婷, 朱辉
【申请人】华南理工大学