CN105406158A - 一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器 - Google Patents

一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器 Download PDF

Info

Publication number
CN105406158A
CN105406158A CN201511025740.1A CN201511025740A CN105406158A CN 105406158 A CN105406158 A CN 105406158A CN 201511025740 A CN201511025740 A CN 201511025740A CN 105406158 A CN105406158 A CN 105406158A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal patch
coupling
dielectric filter
dielectric
bimodulus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201511025740.1A
Other languages
English (en)
Inventor
褚庆昕
李程炎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201511025740.1A priority Critical patent/CN105406158A/zh
Publication of CN105406158A publication Critical patent/CN105406158A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/10—Dielectric resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/10—Dielectric resonators
    • H01P7/105—Multimode resonators

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器，包括两个介质谐振器、控制耦合强度的金属贴片、控制谐振频率的金属贴片及腔间耦合结构，所述两个介质谐振器通过腔间耦合结构进行耦合，所述控制耦合强度的金属贴片及控制谐振频率的金属贴片均贴在两个介质谐振器的外壁上，通过改变控制频率的金属贴片高度，可以控制滤波器的谐振频率，通过改变控制耦合金属贴片的高度，可以控制腔内耦合强度。本发明具有体积小，Q值高，便于加工制作等优点。

Description

一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器
技术领域
本发明涉及一种滤波器，具体涉及一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器。
背景技术
随着无线通信***的高速发展，现代社会已经进入了一个信息高速传播的时代，时刻可见信息在我们的身边进行传递，无线通信已经被广泛应用于社会生活的各个领域，比如移动通信、雷达导航和电子对抗。微波滤波器在无线通信***有着不可替代的重要作用，在无线通信的过程中对进行通信的频率起着选择作用，即抑制不需要的频率，使其不能通过，同时让有用的频率通过，其性能的好坏往往对整个无线通信***的性能有直接的影响。
近几十年来，随着无线通信技术的快速发展，不仅要求微波滤波器具有良好的性能，即***损耗小、带外抑制高以及温度稳定性好，同时还希望其体积尽可能的小，以便于***的集成和小型化，而采用高介电常数的介质材料和双模技术设计的双模介质滤波器正好满足无线通信***发展的需求，得到了迅猛的发展，被广泛应用于无线基站和航天航空等领域。
1999年，IanC.Hunter和J.DavidRhodes等人在IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques上发表题为“Dual-modefilterswithconductor-loadeddielectricresonators”的文章。作者利用四个加载金属腔的圆柱介质谐振器实现了八阶双模介质滤波器，该滤波器腔内耦合是通过对放置在圆柱介质谐振器上表面的金属圆盘进行开槽实现的，通过控制开槽的深度和宽度实现对腔内耦合强度的控制。该滤波器的腔间耦合则是通过在腔壁上开一个窗口并放置同轴导电棒实现的
2011年,LucaPelliccia和FabrizioCacciamani等人在MicrowaveConferenceProceedings(APMC)上发表题为“Ultra-compactpseudoellipticwaveguidefiltersusingTMdual-modedielectricresonators”的文章。作者利用使用了TM模的介质谐振器，实现了双腔四阶双模介质滤波器。该滤波器的腔内耦合是通过对外部金属腔进行切角实现的，通过控制金属腔切角的大小，可以实现对腔内耦合强度的控制，该滤波器的腔间耦合是通过在两个腔体磁场强度最强的位置开槽实现的。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器。
本发明采用如下技术方案：
一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器，包括两个介质谐振器、控制耦合强度的金属贴片、控制谐振频率的金属贴片及腔间耦合结构，所述两个介质谐振器通过腔间耦合结构进行耦合，所述控制耦合强度的金属贴片及控制谐振频率的金属贴片均贴在两个介质谐振器的外壁上。
所述腔间耦合结构包括耦合窗口及垂直耦合窗口放置的金属导体环，所述耦合窗口开在两个介质谐振器之间。
所述控制耦合强度的金属贴片具体为两片，分别为第一金属贴片及第二金属贴片，每个介质谐振器外壁贴有一片。
所述控制谐振频率的金属贴片具体为四片，分别为第三、第四、第五及第六金属贴片，每个介质谐振器外壁贴有两片。
所述两个介质谐振器均为圆柱形。
所述腔间耦合结构中的金属导体环为矩形金属环。
优选的，还包括输入及输出端口，均通过环形结构实现。
优选的，还包括外部腔体，所述两个介质谐振器设置在外部腔体内。
优选的，所述控制耦合强度的金属贴片具体贴在与TM简并模两个模式成45度的方向；所述控制谐振频率的金属贴片具体贴在TM简并模电场最强的位置。
在每个圆柱形介质谐振器的表面贴有三片金属贴片，其中两片金属贴片控制谐振频率，另一片控制腔内耦合强度，通过改变金属贴片的高度可以改变谐振频率和腔内耦合强度，腔间耦合通过开窗和矩形金属导体环实现，而输入输出端口耦合则是通过环形结构实现的。
本发明的有益效果：
(1)采用金属贴片实现对双模介质滤波器频率的控制，便于加工制造；
(2)采用金属贴片实现对双模介质滤波器耦合强度的控制，便于加工制造；
(3)采用双模介质谐振器进行设计具有体积小及Q值高等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施例的仿真示意图；
图3是本发明实施例贴有两个金属贴片后谐振腔侧视图；
图4是本发明中谐振频率随金属贴片高度变化的曲线图；
图5是贴有耦合金属贴片的谐振腔的侧视图；
图6是耦合系数随耦合金属贴片高度的变化曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器，包括两个介质谐振器7、8及外部腔体11，所述两个介质谐振器7、8放置在外部腔体11内，所述介质谐振器具体为圆柱形，两个介质谐振器7、8通过腔间耦合结构12进行耦合，所述腔间耦合结构12是通过在两个介质谐振器之间开有一个耦合窗口，然后矩形金属环垂直放置在耦合窗口实现耦合连接，通过控制矩形金属环的尺寸可以实现对腔体耦合强度的控制。
所述双模介质滤波器还包括输入及输出端口10、9，其是采用接地的环形结构实现的，通过控制环面的面积可以实现对外部品质因素的控制。
所述双模介质滤波器还包括控制耦合强度的金属贴片，具体为两片，分别为第一金属贴片及第二金属贴片1、2，每个介质谐振器外部贴有一片，根据谐振器的场分布确定金属贴片的位置，通过控制耦合金属贴片的高度可以实现对腔内耦合强度的控制，所述第一及第二金属贴片的尺寸具体根据实际情况确定，可以相同也可不同。
所述控制谐振频率的金属贴片具体为四片，分别为第三、第四、第五及第六金属贴片3、4、5、6，每个介质谐振器外部贴有两片，根据谐振器的场分布确定金属贴片的位置，双模介质滤波器的谐振频率由介质谐振器的尺寸和控制频率的金属贴片的高度所决定，通过控制金属贴片的高度可以实现对双模介质滤波器谐振频率的控制。
所述控制耦合的金属贴片位于圆柱介质谐振器外壁上，其具体是在与TM简并模两个模式成45度的方向上，所述控制频率的金属贴片位于圆柱介质谐振器外壁上，其具体是在TM简并模电场最强的位置上。本发明的原理说明：
控制耦合强度的金属贴片及控制谐振频率的金属贴片的具***置是通过谐振腔中TM简并模两个模式的场分布所决定的。
为了验证金属贴片对滤波器谐振频率的控制，在滤波器上贴有两块金属贴片，保持其中一块金属贴片的高度t1不变，对另一块金属贴片的高度t2取不同值进行仿真，图3是谐振腔侧视图，图4是仿真结果。
由图4的仿真结果可以看到，保持其中一块金属贴片的高度t1不变，随着另一块金属贴片的高度t2不断增大，TM简并模一个模式的频率不会发生变化，另一个模式的频率呈下降趋势，因此金属贴片的高度越大，所控制的对应模式的谐振频率越低,谐振腔中两个模式的谐振频率独立可控。
如图5所示为贴有耦合金属贴片的侧视图，为了验证金属贴片的高度hc对腔内耦合强度的影响，现保持滤波器其它参数不变，对耦合金属贴片的高度hc取不同值进行仿真，图6为仿真得到的耦合系数k12。
由图6可以看到，随着金属贴片的高度hc不断增大，TM简并模的耦合系数呈增大的趋势，即随着金属贴片的高度hc不断增大，TM简并模的耦合强度不断增大。因此，可以通过控制耦合强度的金属贴片的高度hc实现对腔内耦合强度的控制。
本发明实施例中，给定的中心频率为1950MHz，所用圆柱介质谐振器的直径为31.3mm，高度为14mm，控制频率的金属贴片即第三、第四、第五及第六金属贴片，其中第四和第六金属贴片的高度为6.7mm，第五金属贴片的高度为2.9mm，第三金属贴片的高度为4.8mm，控制腔内耦合的金属贴片的高度为8.22mm，其仿真结果如图2所示。
本发明提出了一种控制双模介质滤波器频率和耦合的设计方案。在此方案下，可以设计出便于加工的双模介质滤波器。由于双模介质滤波器具有体积小、功率损耗低、带外抑制高和温度稳定性好等特点，适用于实际的工业生产。本发明不仅具有良好的工作特性，同时还易于加工制造。该滤波器的创新之处在于通过金属贴片结构实现了对双模介质滤波器谐振频率和耦合的控制。
先根据谐振器的场分布确定金属贴片的位置。双模介质滤波器的谐振频率由介质谐振器的尺寸和控制频率的金属贴片的高度所决定，通过控制金属贴片的高度可以实现对双模介质滤波器谐振频率的控制。同时，通过控制耦合金属贴片的高度可以实现对腔内耦合强度的控制。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器，其特征在于，包括两个介质谐振器、控制耦合强度的金属贴片、控制谐振频率的金属贴片及腔间耦合结构，所述两个介质谐振器通过腔间耦合结构进行耦合，所述控制耦合强度的金属贴片及控制谐振频率的金属贴片均贴在两个介质谐振器的外壁上。
2.根据权利要求1所述的双模介质滤波器，其特征在于，所述腔间耦合结构包括耦合窗口及垂直耦合窗口放置的金属导体环，所述耦合窗口开在两个介质谐振器之间。
3.根据权利要求1所述的双模介质滤波器，其特征在于，所述控制耦合强度的金属贴片具体为两片，分别为第一金属贴片及第二金属贴片，每个介质谐振器外壁贴有一片。
4.根据权利要求1所述的双模介质滤波器，其特征在于，所述控制谐振频率的金属贴片具体为四片，分别为第三、第四、第五及第六金属贴片，每个介质谐振器外壁贴有两片。
5.根据权利要求1所述的双模介质滤波器，其特征在于，所述两个介质谐振器均为圆柱形。
6.根据权利要求2所述的双模介质滤波器，其特征在于，所述金属导体环为矩形金属环。
7.根据权利要求1-6任一项所述的双模介质滤波器，其特征在于，还包括输入及输出端口，均通过环形结构实现。
8.根据权利要求1-6任一项所述的双模介质滤波器，其特征在于，还包括外部腔体，所述两个介质谐振器设置在外部腔体内。
9.根据权利要求1所述的双模介质滤波器，其特征在于，所述控制耦合强度的金属贴片具体贴在与TM简并模两个模式成45度的方向；所述控制谐振频率的金属贴片具体贴在TM简并模电场最强的位置。
CN201511025740.1A 2015-12-29 2015-12-29 一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器 Pending CN105406158A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511025740.1A CN105406158A (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511025740.1A CN105406158A (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105406158A true CN105406158A (zh) 2016-03-16

Family

ID=55471508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511025740.1A Pending CN105406158A (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105406158A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106252797A (zh) * 2016-09-05 2016-12-21 华南理工大学 一种双模介质带通滤波器
CN106654476A (zh) * 2017-01-12 2017-05-10 华南理工大学 一种新型四模介质带通滤波器
WO2019095103A1 (zh) * 2017-11-14 2019-05-23 华为技术有限公司 介质谐振器及滤波器
CN109841935A (zh) * 2019-03-15 2019-06-04 苏州市协诚五金制品有限公司 一种叠层陶瓷波导滤波器
CN113036329A (zh) * 2021-03-25 2021-06-25 南通大学 一种基于双模介质谐振器的双通道滤波器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5929721A (en) * 1996-08-06 1999-07-27 Motorola Inc. Ceramic filter with integrated harmonic response suppression using orthogonally oriented low-pass filter
US20130049898A1 (en) * 2011-08-23 2013-02-28 Mesaplexx Pty Ltd Filter
CN103296341A (zh) * 2012-02-29 2013-09-11 深圳光启创新技术有限公司 一种滤波器
CN105070986A (zh) * 2015-07-31 2015-11-18 华南理工大学 基于贴片结构的介质双模带通滤波器
CN205335401U (zh) * 2015-12-29 2016-06-22 华南理工大学 一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5929721A (en) * 1996-08-06 1999-07-27 Motorola Inc. Ceramic filter with integrated harmonic response suppression using orthogonally oriented low-pass filter
US20130049898A1 (en) * 2011-08-23 2013-02-28 Mesaplexx Pty Ltd Filter
CN103296341A (zh) * 2012-02-29 2013-09-11 深圳光启创新技术有限公司 一种滤波器
CN105070986A (zh) * 2015-07-31 2015-11-18 华南理工大学 基于贴片结构的介质双模带通滤波器
CN205335401U (zh) * 2015-12-29 2016-06-22 华南理工大学 一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106252797A (zh) * 2016-09-05 2016-12-21 华南理工大学 一种双模介质带通滤波器
CN106252797B (zh) * 2016-09-05 2020-01-14 华南理工大学 一种双模介质带通滤波器
CN106654476A (zh) * 2017-01-12 2017-05-10 华南理工大学 一种新型四模介质带通滤波器
CN106654476B (zh) * 2017-01-12 2020-02-18 华南理工大学 一种四模介质带通滤波器
WO2019095103A1 (zh) * 2017-11-14 2019-05-23 华为技术有限公司 介质谐振器及滤波器
US11171397B2 (en) 2017-11-14 2021-11-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Dielectric resonator and filter
CN109841935A (zh) * 2019-03-15 2019-06-04 苏州市协诚五金制品有限公司 一种叠层陶瓷波导滤波器
CN113036329A (zh) * 2021-03-25 2021-06-25 南通大学 一种基于双模介质谐振器的双通道滤波器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105406158A (zh) 一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器
CN105048051B (zh) 一种可调谐基片集成波导圆形谐振腔滤波器
CN110797613B (zh) 一种十阶六陷波的介质波导滤波器
US10164309B2 (en) Dielectric resonator and dielectric filter
CN109411853A (zh) 一种空腔高q三模介质谐振空心结构及含有该谐振结构的滤波器
CN106252797A (zh) 一种双模介质带通滤波器
CN109411852A (zh) 一种空腔高q三模介质谐振结构及含有该谐振结构的滤波器
CN103296343B (zh) 一种滤波器
CN103904388A (zh) 单元间强耦合超宽可调范围有源频率选择表面
CN106654476A (zh) 一种新型四模介质带通滤波器
CN206225509U (zh) 一种新型三模介质带通滤波器
CN101800348A (zh) Tm模介质谐振器
CN205335401U (zh) 一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器
CN108767382B (zh) 基于基片集成波导的电可调的三模带通滤波器
CN106785253A (zh) 一种新型三模介质带通滤波器
CN206422195U (zh) 一种新型四模介质带通滤波器
CN206210993U (zh) 一种双模介质带通滤波器
CN203134947U (zh) 一种滤波器、金属谐振器及介质谐振器的耦合结构
Cao et al. A compact wideband bandpass filter using novel CSRR loaded QMSIW resonator with high selectivity
CN103296359A (zh) 一种滤波器
CN204905389U (zh) 微带平面螺旋滤波器
CN104332683B (zh) 一种应用于PCS＆WiMAX频段的双通带六边形滤波器
CN206564309U (zh) 一种四模介质带通滤波器
Wu et al. Wideband band-pass filter with defected ground structure
CN213752998U (zh) 一种谐振器结构、滤波器、双工器、多工器、通讯基站

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160316