CN110867631A - 一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，包括金属薄板（3）和两个关于金属薄板（3）对称的介质块，其中一个介质块焊接于金属薄板（3）的上方，另一个介质块焊接于金属薄板（3）下方；每个所述的介质块均包括从左至右依次设置的多个介质波导单体（5），相邻两个介质波导单体（5）之间通过耦合窗（4）连接；每一个介质波导单体（5）与金属薄板（3）的连接面上均设置有至少一个金属屏蔽层（7）。本发明提供了一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，便于介质滤波器批量化生产与调节，有助于提高介质滤波器的直通率。
Description
技术领域
本发明涉及微波技术领域，特别是涉及一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器。
背景技术
滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。
5G时代，受限于大规模天线Massive MIMO对射频器件集成化的要求，滤波器需更加小型化和集成化，在限定腔体尺寸的情况下，由于自身材料的损耗，在3G和4G时代使用的金属同轴腔体和介质谐振滤波器无法取得很高的Q值，导致各项性能指标都受到了限制。因此，全介质波导滤波器成为满足5G基站滤波器对尺寸和性能要求的主流解决方案。全介质波导滤波器中的电波谐振发生在介质材料内部，没有金属腔体，因此体积较上述两种滤波器都会更小。与介质谐振滤波器的优点类似，全介质波导滤波器也具有Q值高、选频特性好、工作频率稳定性好、***损耗小等优点。因此，与传统腔体滤波器相比，介质滤波器在产品性能上更加优异，尺寸更小，功耗也更低，并且一旦实现量产其成本也会更低。基于上述优点，全介质波导滤波器必将成为5G时代SUB 6G频段的主流选择。
现有全介质波导滤波器耦合量使用牙钻调节的方式，不具有规律性与可重复性，不利于大批量生产与调试，滤波器直通率不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，便于介质滤波器批量化生产与调节，有助于提高介质滤波器的直通率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，包括金属薄板和两个关于金属薄板对称的介质块，其中一个介质块焊接于金属薄板的上方，另一个介质块焊接于金属薄板下方；
每个所述的介质块均包括从左至右依次设置的多个介质波导单体，相邻两个介质波导单体之间通过耦合窗连接；每一个介质波导单体与金属薄板的连接面上均设置有至少一个金属屏蔽层。
优选地，焊接于所述金属薄板的上方的介质块为上介质块，焊接于金属薄板下方的介质块为下介质块；所述上介质块包含的介质波导单体与下介质块包含的介质波导单体数目相同且一一对应；上介质块中的一个介质波导单体与下介质块对应的介质波导单体构成一个介质波导单体组；
优选地，所述耦合窗的宽度小于介质波导单体的宽度；所述金属屏蔽层为矩形、正方形或圆形。
优选地，所述金属薄板上设置有贯穿金属薄板的多个空腔组；每一个所述的空腔组对应于一个介质波导单体组；每一个空腔组均包含至少一个空腔。
对于每一个所述介质波导单体组，上介质块中介质波导单体的金属屏蔽层与对应空腔组中的空腔数目相同且一一对应；且空腔的尺寸小于对应金属屏蔽层的尺寸。
对于每一个所述介质波导单体组，下介质块中介质波导单体的金属屏蔽层与对应空腔组中的空腔数目相同且一一对应；且空腔的尺寸小于对应金属屏蔽层的尺寸。
本发明的有益效果是：本发明由金属薄板上的空腔的尺寸决定上介质块和下介质块之间的耦合量，即空腔为滤波器耦合量的调节结构，通过精确加工空腔的尺寸，即可实现滤波器加工过程中的耦合量调节，便于介质滤波器批量化生产与调节，有助于提高介质滤波器的直通率。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例1的侧视图；
图3为本发明实施例1的介质波导单体连接面示意图；
图4为本发明实施例1的金属薄板结构示意图；
图5为本发明实施例2的结构示意图；
图6为本发明实施例2的全介质波导滤波器性能图；
图中，1-上介质块，2-下介质块，3-金属薄板，4-耦合窗，5-介质波导单体，6-连接面，7-金属屏蔽层，8-空腔。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1~3所示，在本申请的实施例1中，一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，包括金属薄板3和两个关于金属薄板3对称的介质块，其中一个介质块焊接于金属薄板3的上方，另一个介质块焊接于金属薄板3下方；每个介质块包含两个介质波导单体5；
每个所述的介质块均包括从左至右依次设置的多个介质波导单体5，相邻两个介质波导单体5之间通过耦合窗4连接；每一个介质波导单体5与金属薄板3的连接面6上均设置有至少一个金属屏蔽层7。
在该实施例中，所述金属屏蔽层7为矩形、正方形或圆形，位置可位于连接面6的中轴线处，为介质滤波器提供容性耦合；也可位于以连接面6中轴线为对称轴两侧边缘处，为介质滤波器提供感性耦合；金属屏蔽层7为不被银区域，介质波导单体5在有金属屏蔽层7的位置表面不被银，其不被银区域的大小与位置与金属屏蔽层7大小与位置一致，介质波导单体5除了金属屏蔽层7的位置外其余面均进行被银处理；
在实施例1中，每个介质波导单体5均为介质材料制成的实体，耦合窗4与介质波导单体5为同一介质材料制成的实体，该材料的介电常数可为9.8、21或36等常用介质材料，不同介电常数的介质材料制成的实体大小会有不同；所述耦合窗4的宽度小于介质波导单体5的宽度；
在实施例1中，焊接于所述金属薄板3的上方的介质块为上介质块1，焊接于金属薄板3下方的介质块为下介质块2；所述上介质块1包含的介质波导单体5与下介质2块包含的介质波导单体5数目相同且一一对应。上介质块1中的一个介质波导单体5与下介质块2对应的介质波导单体5构成一个介质波导单体组；
如图4所示，在实施例1中，所述金属薄板3上设置有贯穿金属薄板3的多个空腔组；每一个所述的空腔组对应于一个介质波导单体组；每一个空腔组均包含至少一个空腔8。
对于每一个所述介质波导单体组，上介质块1中介质波导单体5的金属屏蔽层7与对应空腔组中的空腔8数目相同且一一对应；且空腔8的尺寸小于对应金属屏蔽层7的尺寸。
对于每一个所述介质波导单体组，下介质块2中介质波导单体5的金属屏蔽层7与对应空腔组中的空腔8数目相同且一一对应；且空腔8的尺寸小于对应金属屏蔽层7的尺寸。使上介质块1与下介质块2的介质波导单体5在连接面6上的金属屏蔽层7中心位置与金属薄板3上的空腔8中心位置对准，然后将介质块1和介质块2与金属薄板3焊接，形成上介质块1、下介质块2与金属薄板3之间的耦合腔。
本实施例1中，上介质块1与下介质块2上的耦合窗4为滤波器耦合带宽调节结构，通过改变耦合窗4宽度的大小或者破坏耦合窗4外表面局部背银层，可以微调介质波导单体5之间的耦合量；因为空腔8的尺寸小于金属屏蔽层7的尺寸，故上介质块1与下介质块2之间的耦合量由金属薄板3上的空腔8的尺寸决定，即空腔8为滤波器感性耦合或者容性耦合的调节结构，通过铣刀可精确加工空腔8的尺寸，便于介质滤波器批量化生产与调节，提高介质滤波器的直通率。
如图5所示，在本申请的实施例2中，每个介质块均包含4个介质波导单体5，其余结构均与实施例1一致；图6为实施例2的全介质波导滤波器性能示意图，从图6可以看出全介质波导滤波器工作频率为3400MHz-3600MHz，同时具有两个对称的传输零点。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实例实为了帮助读者理解本发明的原理，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，本领域的普通技术人员可以根据本发明的这些技术做出各种不脱离本发明的其他各种具体变形和组合，这些变形和组合任在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，其特征在于：包括金属薄板（3）和两个关于金属薄板（3）对称的介质块，其中一个介质块焊接于金属薄板（3）的上方，另一个介质块焊接于金属薄板（3）下方；
每个所述的介质块均包括从左至右依次设置的多个介质波导单体（5），相邻两个介质波导单体（5）之间通过耦合窗（4）连接；每一个介质波导单体（5）与金属薄板（3）的连接面（6）上均设置有至少一个金属屏蔽层（7）。
2.根据权利要求1所述的一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，其特征在于：焊接于所述金属薄板（3）的上方的介质块为上介质块（1），焊接于所述金属薄板（3）下方的介质块为下介质块（2）；所述上介质块（1）包含的介质波导单体（5）与下介质块（2）包含的介质波导单体（5）数目相同且一一对应，上介质块（1）中的一个介质波导单体（5）与下介质块（2）对应的介质波导单体（5）构成一个介质波导单体组。
3.根据权利要求1所述的一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，其特征在于：所述耦合窗（4）的宽度小于介质波导单体（5）的宽度。
4.根据权利要求1所述的一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，其特征在于：所述金属屏蔽层（7）为矩形、正方形或圆形。
5.根据权利要求2所述的一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，其特征在于：所述金属薄板（3）上设置有贯穿金属薄板（3）的多个空腔组；每一个所述的空腔组对应于一个介质波导单体组；每一个空腔组均包含至少一个空腔（8）。
6.根据权利要求5所述的一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，其特征在于：对于每一个所述介质波导单体组，上介质块（1）中介质波导单体（5）的金属屏蔽层（7）与对应空腔组中的空腔（8）数目相同且一一对应；且空腔（8）的尺寸小于对应金属屏蔽层（7）的尺寸。
7.根据权利要求5所述的一种便于调节耦合量的全介质波导滤波器，其特征在于：对于每一个所述介质波导单体组，下介质块（2）中介质波导单体（5）的金属屏蔽层（7）与对应空腔组中的空腔（8）数目相同且一一对应；且空腔（8）的尺寸小于对应金属屏蔽层（7）的尺寸。
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