介质滤波器耦合结构、介质滤波器及通信基站的制作方法

本发明涉及一种通信设备，特别是涉及介质滤波器交叉耦合技术。

背景技术：

随着5g通信系统的建设，其设备对集成度要求越来越高，微波滤波器的小型化，轻量化是未来的应用趋势，介质波导具有高q值，温漂小等优点，是一种很好的滤波器小型化解决方案。

介质滤波器通常需要引入容性交叉耦合实现传输零点达到强抑制的效果，实现低端的传输零点、对称的传输零点则需要引入容性耦合结构（单个高端传输零点有时不需引入容性耦合结构），传统介质波导滤波器实现容性耦合通常采用以下几种形式：一、采用频变耦合结构形式，虽然结构简单，但会引入额外的谐振点。二、直接从传统腔体滤波器飞杆结构衍生过来的容性耦合结构，相对较复杂，且增加了产品的零部件和工序。

cn108598635a（以下简称d1）公开了一种介质滤波器，其通过深度超过本体二分之一的深盲孔来实现容性耦合，该方案简化了实现电容耦合结构的制造工艺，但存在滤波器通带的低端产生谐波，降低滤波器的抑制能力的缺点。

cn210468050u（以下简称d2）公开了一种用于实现对称传输零点的介质滤波器耦合结构，其包含位于同一表面两个盲孔谐振器、位于本体下方的第一盲槽和位于本体上方的第二盲槽。第一盲槽往一盲孔谐振器方向延伸，第二盲槽往另一盲孔谐振器方向延伸，第一盲槽和第二盲槽均与穿越本体的通孔相连。该方案不会在滤波器通带外产生额外的谐振，能提高滤波器的带外抑制能力。但是，该方案俩谐振器位于同一表面，其磁场耦合较强，电场耦合较弱，应用场景较窄。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种能避免在滤波器谐振频率低端产生寄生谐振，可以改善滤波器在频率低端的远端抑制，并能避免电场的空间衰减，增加耦合量的介质滤波器耦合结构、介质滤波器及通信基站。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

提供一种介质滤波器耦合结构，包括由介电材料制成的本体和设置在该本体表面的至少一对介质谐振器，在一对介质谐振器的第一介质谐振器和第二介质谐振器之间设置有穿越本体的通孔，所述第一介质谐振器和第二介质谐振器分别位于本体的上表面和下表面，第一耦合槽将第一介质谐振器和通孔相连，第二耦合槽将第二介质谐振器和通孔相连，第一介质谐振器和第二介质谐振器之间通过耦合槽和通孔相连实现容性耦合。

进一步地：

所述通孔设置在本体的中心。

所述通孔设置在偏离本体中心位置，通过调节以下至少一个参数来调节耦合量：耦合槽高度、耦合槽宽度、耦合窗口大小或者介质谐振器之间的距离。

所述通孔为圆柱形，第一耦合槽和第二耦合槽为方柱形。

在本体的下表面，对应位于本体上表面的第一介质谐振器设置有调试盲孔，和/或在本体的上表面，对应位于本体下表面的第二谐振器设置有调试盲孔，所述调试盲孔与所述介质谐振器同轴设置。

所述调试盲孔为圆形、多边形或者椭圆形。

通过去除调试盲孔的部分导电层来调节相应的介质谐振器的频率。

介质谐振器谐振频率通过去除介质谐振器的部分导电层来调节。

所述耦合槽深度小于介质谐振器的深度。

提供一种介质滤波器，包括如上任一所述的介质滤波器耦合结构。

提供一种通信基站，包括如上任一所述的介质滤波器耦合结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:

本发明的容性交叉耦合结构中，一对介质谐振器上下表面分别设置，可以让两磁场一个环绕上表面的介质谐振器，一个环绕下表面的介质谐振器，反向设置可以拉近其电场的距离，从而增大容性耦合量。并且，本发明的耦合槽直接连接本体，将一介质谐振器磁场转化成表面电流直接传递到另一介质谐振器，与cn210468050u所公开的通过空间电场耦合到耦合槽再传递到另一介质谐振器的方式相比，可以避免电场的空间衰减，增加耦合量。因此，本发明能实现更强的耦合带宽，能够适应更广泛的应用场景。

附图说明

图1是本发明介质滤波器耦合结构实施例的立体结构示意图；

图2是本发明介质滤波器耦合结构实施例上表面的形状示意图；

图3是本发明介质滤波器耦合结构实施例下表面的形状示意图；

图4是图2的c-c剖面示意图；

图5是本发明介质滤波器6腔4零点实施例的立体结构示意图；

图6是本发明介质滤波器6腔4零点实施例的上表面的形状示意图；

图7是本发明介质滤波器6腔4零点实施例的下表面的形状示意图；

图8是图6的a-a剖面示意图；

图9是图6的b-b剖面示意图；

图10是本发明介质滤波器实施例的频率响应曲线图；

图11是本发明介质滤波器实施例的频率响应曲线与一现有技术频率响应曲线图的对比图；

图12是本发明介质滤波器实施例的频率响应曲线与另一现有技术耦合带宽的对比图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

一种介质滤波器耦合结构，如图1至图4所示，包括由介电材料制成的本体10和设置在该本体10表面的介质谐振器，在一对介质谐振器的第一介质谐振器11和第二介质谐振器12之间设置有穿越本体的通孔13。该第一介质谐振器11和第二介质谐振器12分别位于本体10的上表面和下表面。第一耦合槽14将第一介质谐振器11和通孔13相连，第二耦合槽15将第二介质谐振器12和通孔13相连；第一介质谐振器11和第二介质谐振器12之间通过耦合槽和通孔相连实现容性耦合。本体10两侧面分别设有耦合窗口16。此容性耦合的强度由两个介质谐振器的相对位置、耦合槽、通孔以及窗口的尺寸控制。本体10表面包括两个谐振器、两个耦合器和通孔的表面均镀有导电层。在实际工程应用中，所述容性耦合的强度通过去除耦合槽和通孔的部分导电层来调节，具体可由打磨耦合槽、通孔的金属化层（导电层）实现。介质谐振器谐振频率通过去除介质谐振器的部分导电层来调节，具体可由打磨谐振器盲孔的金属化层而实现。

可以理解，在其他实施例中，所述耦合窗口16设置在本体10的同一侧，并且所述耦合窗口16的数量不限于2个，可以根据需要设置为多个。

介质滤波器谐振器其磁场围绕谐振器盲孔开口处，而电场主要集中在谐振器盲孔底部，当谐振器同表面放置时，只开窗口，其磁场耦合较强，电场耦合较弱。本发明通过将容性交叉耦合结构的一对谐振器的上下表面设置，可以让两磁场一个环绕上表面的谐振器，一个环绕下表面的谐振器。本发明一对谐振器的上下表面设置可以拉近电场的距离，从而增大容性耦合量。并且，一对谐振器的上下表面设置时，其耦合槽直接连接谐振器，将谐振器盲孔开口处磁场转化成表面电流直接传递到另一谐振器，与d2所公开的通过空间电场耦合到耦合槽再传递到另一介质谐振器的方式相比，可以避免电场的空间衰减，增加耦合量。因此，本发明可以实现更强的耦合带宽，能够适应更广泛的应用场景。

并且，与现有的频变结构相比，本发明自身谐振峰远高于基模频率，带外性能更优。串扰小，无寄生耦合。相对传统腔体滤波器飞杆结构衍生过来的容性耦合结构，本技术方案耦合结构实现方式简单，易于加工，便于大批量生产。

一些实施例中，所述通孔13设置在本体的中心。另一些实施例中，所述通孔13也可以设置在偏离本体中心的位置，比如实际产品中，需求可能要求偏向其中一侧。偏离中心会影响某一侧的频率，且耦合量会相应地减弱，这可适当调节耦合量。具体可以通过调节耦合槽高度、窗口大小以及两谐振器之间的距离调节耦合量。第一耦合槽和第二耦合槽为方柱形，所述通孔优选为圆柱形，也可以是其他形状。

在本体的下表面，对应位于本体上表面的第一介质谐振器设置有用于辅助微调介质谐振器频率的调试盲孔，和/或在本体的上表面，对应位于本体下表面的第二谐振器设置有用于辅助微调介质谐振器频率的调试盲孔，所述调试盲孔与所述介质谐振器同轴设置。所述调试盲孔为圆形、多边形或者椭圆形。所述调试盲孔表面部分未被导电层覆盖，通过打磨调试盲孔表面部分导电层如银层实现。

所述介质滤波器耦合结构可以应用于一种介质滤波器中。

下面以此将上述耦合结构应用于一个6腔4传输零点介质滤波器为例，对本发明技术方案进行详细说明。

如图5至图9所示，本实施例中的介质滤波器为整个外层镀银的介质本体，介质本体上设有包含编号为101-106的6个介质谐振器，6个介质谐振器两两之间设置有封闭或开放的耦合窗口，在对应的开放耦合窗口中设置有容性耦合结构和感性耦合结构。本实施例的容性耦合结构设置在101介质谐振器和104介质谐振器之间，本容性耦合结构包含有通孔201，第一耦合槽301和第二耦合槽302。本实施例的其他耦合均为感性耦合，通过两个谐振器之间的介质耦合窗口实现。

本实施例所述的6个介质谐振器中，其中104介质谐振器与其它5个介质谐振器设置于相反的方向。所述介质谐振器104对面设有微调孔501，可以通过打磨501微调孔银层调频。本技术方案中的调试孔可为圆形、多边形、椭圆等异形结构。本技术方案中，所述调试孔优选为圆柱形，所述耦合槽优选为方柱形，所述通孔优选为圆柱形，也可以为其他形状。

本实施例中的抽头腔设置于介质谐振器101和106中，当信号由输入端口传输到介质谐振器101时，经上述容性耦合到介质谐振器104中，介质谐振器103感性耦合到介质谐振器104中，感性耦合量和容性耦合量相遇，其相位相差180°形成两个传输零点；信号由介质谐振器101容性耦合到介质谐振器104中，由介质谐振器105感性耦合到介质谐振器104中，感性耦合量和容性耦合量相遇，可增加两个传输零点，总共实现4个传输零点，从而实现强抑制指标要求。

所述介质滤波器耦合结构可以应用于一种通信基站中。

本发明介质滤波器实施例的频率响应曲线如图10所示，本结构实施例频率响应图通带左侧和右侧各产生两个传输零点，加强了带外抑制，且在通带低端无额外谐波产生，可以更好地满足产品性能需求。

本发明介质滤波器实施例的频率响应曲线与d1所公开方案的频率响应曲线对比如图11所示，曲线1是本发明方案的频率响应曲线，曲线2为d1所公开方案的频率响应曲线，很明显可以看出，曲线2在滤波器通带低端产生谐振峰，而曲线1通带低端无额外谐波产生，因此，本发明方案相对d1所公开方案，抑制效果好。

本发明介质滤波器实施例的频率响应曲线与d2所公开方案的耦合带宽对比如图12所示，图中，纵坐标表示耦合带宽，横坐标表示耦合槽高度，曲线1是本发明方案的耦合带宽曲线，曲线2为d2所公开方案的耦合带宽曲线。明显可以看出，在同样的结构尺寸下，本发明方案相对d2所公开方案耦合带宽至少多出25%。因此本发明方案相对d2所公开方案能够实现更宽的耦合，具有更广泛的应用场景。

另外，上述容性耦合结构方案相比传统的容性耦合结构形式，无需引入额外的零件和工序，即可简单、灵活实现耦合带宽，且无谐波产生，从而保障了产品的性能和设计灵活性，降低了生产难度，便于大批量生产。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。