CN210956933U - 一种介质波导滤波器的对称零点结构及其滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种介质波导滤波器的对称零点结构，包括陶瓷介质模块，陶瓷介质模块呈长方体结构，陶瓷介质模块上设有耦合窗口开窗连接的介质波导谐振器，介质波导谐振器沿陶瓷介质模块周向依次均匀设置，介质波导谐振器中央顶部均设有频率调节盲孔，还公开了一种包括所述对称零点结构的滤波器。该实用新型的有益效果是：结构简单，易于加工，便于调谐，且能够减轻介质波导滤波器的重量。
Description
技术领域
本实用新型涉及滤波器领域，具体为一种介质波导滤波器的对称零点结构及其滤波器。
背景技术
随着Massive MIMO技术在5G通信***中的应用，陶瓷介质波导滤波器以其小尺寸、轻重量、性能优异的特性被广泛的使用。滤波器是一种有特定意义的***，它对信号中特定频率的谐波成分进行处理。由于通信***越来越严格的带外抑制要求，传统的切比雪夫滤波器已无法满足应用要求，具有有限传输零点的广义切比雪夫滤波器是改善滤波器性能的关键技术，因而需要在陶瓷介质波导添加交叉耦合结构，使其形成传输零点，增强滤波器的频率选择性。目前常用的实现对称零点的关键结构方式主要有以下几种：
1）由4个介质波导谐振器组成的拓扑形式，在第1个和第4个谐振器间设置由激光刻蚀形成的微带，使其形成容***叉耦合，其缺点是所需精度高，加工难度大，且很难实现较强的交叉耦合；
2）由4个介质谐振器组成的拓扑形式，在第1个和第4个谐振器间设置较深的盲孔，通过引入一个低频的谐振点形成容***叉耦合，其缺点是盲孔深度通常很深，通常在介质厚度的85%以上，加大了介质表面的金属化难度，且由于第1个和第3个谐振器、第2个和第4个谐振器间存在寄生耦合，通常左边零点较弱，右边零点较强，无法实现对称零点，难以满足滤波器抑制指标要求；
3）现有的对称零点结构均存在较多缺点，难以实现更为严格的抑制指标要求和批量化生产要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种介质波导滤波器的对称零点结构及其滤波器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种介质波导滤波器的对称零点结构，包括陶瓷介质模块，所述陶瓷介质模块呈长方体结构，所述陶瓷介质模块设有耦合窗口开窗连接的介质波导谐振器，所述介质波导谐振器均设有频率调节盲孔，所述介质波导谐振器沿陶瓷介质模块周向依次均匀设置，包含谐振器一、谐振器二、谐振器三、谐振器四、谐振器五、谐振器六，所述谐振器三和谐振器四之间设有感性耦合盲孔槽，所述谐振器四和谐振器五之间设有容性耦合盲孔，所述谐振器三和谐振器五之间设有通孔槽Ⅰ。
进一步优选，所述容性耦合盲孔采用上部大通孔和下部小盲孔的结构，所述通槽孔Ⅰ至少一个，用于分割谐振器三、谐振器四、谐振器五、谐振器六的中间连接区域，防止耦合开窗尺寸过大，电长度靠近或超过半波长而形成工作通带的谐振，甚至影响其耦合尺寸。
进一步优选，所述谐振器三和谐振器六之间设有通孔槽Ⅱ，所述通孔槽Ⅱ至少一个，所述通孔槽Ⅱ位于谐振器三和谐振器六的中心线上，所述通孔槽Ⅱ的旁边可增加耦合连筋，连筋能增强感性耦合，用以抵消寄生耦合，使左右零点平衡，或者增加连筋厚度，使其耦合大于寄生耦合，使得右边零点弱于左边零点。
进一步优选，所述谐振器一、谐振器二、谐振器三和谐振器六组成的中间区域设有十字型分割槽，形成相邻两个谐振器两两连通的耦合窗口。
进一步优选，所述频率调节盲孔位于介质波导谐振器的中心顶部，六个所述频率调节盲孔的直径均相等。
进一步优选，所述谐振器一、谐振器二、谐振器三、谐振器六呈长方形排列且位于长方形四角，谐振器三、谐振器四、谐振器五、谐振器六呈长方形排列且位于长方形四角。
进一步优选，所述盲孔、盲孔槽、通孔槽和分割槽的表面均镀有导电镀层。
一种滤波器包括上述所述的一种介质波导滤波器的对称零点结构。
另外，所述介质波导谐振器的数量可以多于四个，且含n个对称零点结构，每四个相邻介质波导谐振器组成一组拓扑形式，即谐振器三、谐振器四、谐振器五、谐振器六组成产生对称零点的拓扑结构，所述陶瓷介质模块呈一体成型结构。
有益效果
本实用新型所述的一种介质波导滤波器的对称零点结构及其滤波器，其陶瓷介质模块设有耦合窗口开窗连接的介质波导谐振器，谐振器上均设有频率调节盲孔，且谐振器之间开设盲孔、盲孔槽或通孔，通过增大、减小谐振器之间的耦合窗口，用以抵消由负耦合结构引入的寄生耦合，实现零点的对称分布，这种具有对称零点结构的滤波器结构简单，易于加工，便于调谐，且能够减轻介质波导滤波器的重量。
附图说明
图1为本实用新型实施例一所公开的一种介质波导滤波器的对称零点结构的立体结构示意图；
图2为本实用新型实施例一所公开的一种介质波导滤波器的对称零点结构的俯视结构示意图；
图3为本实用新型实施例一所公开的一种介质波导滤波器的对称零点结构的左视结构示意图；
图4为本实用新型实施例一所公开的一种介质波导滤波器的对称零点结构及其滤波器的频率响应曲线图；
图5为本实用新型实施例二所公开的一种介质波导滤波器的对称零点结构的立体结构示意图；
图6为本实用新型实施例二所公开的一种介质波导滤波器的对称零点结构的俯视结构示意图；
图7为本实用新型实施例二所公开的一种介质波导滤波器的对称零点结构及其滤波器的频率响应曲线图。
附图标记
1-谐振器一，2-谐振器二，3-谐振器三，4-谐振器四，5-谐振器五，6-谐振器六，7-容性耦合盲孔，8-耦合窗口Ⅰ，9-耦合窗口Ⅱ，10-感性耦合盲孔槽，11-耦合窗口Ⅲ，12-耦合窗口Ⅳ，13-耦合窗口Ⅴ，14-耦合连筋，15-通孔槽Ⅰ，16-通孔槽Ⅱ，17-十字型分割槽。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
实施例一
如图1-4所述，一种介质波导滤波器的对称零点结构，包括陶瓷介质模块，所述陶瓷介质模块呈长方体结构，所述陶瓷介质模块设有耦合窗口开窗连接的介质波导谐振器，所述介质波导谐振器均设有频率调节盲孔，所述介质波导谐振器沿陶瓷介质模块周向依次均匀设置，包含谐振器一1、谐振器二2、谐振器三3、谐振器四4、谐振器五5、谐振器六6，所述谐振器三3和谐振器四4之间设有感性耦合盲孔槽10，所述谐振器四4和谐振器五5之间设有容性耦合盲孔7，所述谐振器三3和谐振器五5之间设有通孔槽Ⅰ15。
优选的，所述容性耦合盲孔7采用上部大通孔和下部小盲孔的结构，引入一个低频的谐振点形成容***叉耦合，由大小孔的孔径的不同而得到不同的容性耦合量。
优选的，所述谐振器三3和谐振器六6之间设有通孔槽Ⅱ16，所述通孔槽Ⅱ16位于谐振器三3和谐振器六6的中心线上，靠近耦合窗口Ⅴ13，通过调节通孔槽Ⅱ16的尺寸来调节耦合窗口Ⅴ13的尺寸可得到不同的耦合量。
优选的，所述谐振器一1、谐振器二2、谐振器三3和谐振器六6组成产生对称零点的拓扑结构，所述拓扑结构被十字型分割槽17从中间区域分割，形成两两连通的耦合窗口，即谐振器一1和谐振器二2之间的耦合窗口Ⅰ8，谐振器二2和谐振器三3之间的耦合窗口Ⅱ9，谐振器三3和谐振器六6之间的耦合窗口Ⅴ13及谐振器六6和谐振器一1之间的耦合窗口，通过优化耦合窗口的开窗尺寸，可调整谐振器一1和谐振器六6间的耦合量，并配合上述结构可在工作通带的两端得到两对对称零点。通孔槽Ⅱ16和十字型分割槽17之间通过耦合连筋14连接，能增强感性耦合，用以抵消寄生耦合，使左右零点平衡，亦可增加耦合连筋14的厚度，使其耦合大于寄生耦合，使得右边零点弱于左边零点。
所述容性耦合盲孔7设在谐振器四4和谐振器五5的耦合窗口位置，通过调整容性耦合盲孔7的大小孔径和深度，可调节谐振器四4和谐振器五5的容***叉耦合量。并且，减小耦合窗口Ⅲ11，增大耦合窗口Ⅳ12，可用以抵消由负耦合结构引入的寄生耦合，实现零点的对称分布。一般而言，谐振器三3和谐振器四4的耦合较强，减少其耦合窗口后需要引入一个盲孔槽来补偿，即感性耦合盲孔槽10，感性耦合盲孔槽10能将磁场集中在谐振器三3和谐振器四4间，减小谐振器三3和谐振器五5间的寄生耦合。
所述通孔槽Ⅰ15将谐振器三3、谐振器四4、谐振器五5和谐振器六6的连接区域分割，形成耦合窗口Ⅲ11、耦合窗口Ⅳ12、耦合窗口Ⅴ13及容性耦合盲孔7所在位置的耦合窗口，在保持主耦合不受影响的同时大幅度增强谐振器三3和谐振器五5以及谐振器四4和谐振器六6间的耦合量，从而使谐振器三3、谐振器四4、谐振器五5和谐振器六6的结构形式下由于寄生耦合影响而大幅减弱的高端零点增强，与低端零点组合形成对称零点结构，微调通孔槽Ⅰ15大小及位置，可实现对称零点位置在一定范围内的灵活调节。
优选的，所述频率调节盲孔位于介质波导谐振器的中心顶部，六个所述频率调节盲孔的直径均相等。
优选的，所述谐振器一1、谐振器二2、谐振器三3、谐振器六6呈长方形排列且位于长方形四角，谐振器三3、谐振器四4、谐振器五5、谐振器六6呈长方形排列且位于长方形四角。
优选的，所述盲孔、盲孔槽、通孔槽和分割槽的表面均镀有导电镀层。
优选的，一种滤波器包括任意一项所述的一种介质波导滤波器的对称零点结构。
图4为该实施例一所述的介质波导滤波器的频率响应曲线，直观的体现出左右零点位置对称，通带两端的带外抑制均满足要求。
实施例二
如图5-7所述，一种介质波导滤波器的对称零点结构，包括陶瓷介质模块，所述陶瓷介质模块呈长方体结构，所述陶瓷介质模块设有耦合窗口开窗连接的介质波导谐振器，所述介质波导谐振器均设有频率调节盲孔，所述介质波导谐振器沿陶瓷介质模块周向依次均匀设置，包含谐振器一1、谐振器二2、谐振器三3、谐振器四4、谐振器五5、谐振器六6，所述谐振器三3和谐振器四4之间设有感性耦合盲孔槽10，所述谐振器四4和谐振器五5之间设有容性耦合盲孔7，所述谐振器三3和谐振器五5之间设有通孔槽Ⅰ15。
对比实施例一，不同的是，在通孔槽Ⅱ16和十字型分割槽17之间的耦合连筋14取消，直接成一个十字型分隔槽17，将耦合窗口Ⅴ13和谐振器一1和谐振器六6间的耦合窗口分割，形成两对对称零点。
图7为该实施例二所述的介质波导滤波器的频率响应曲线，直观的体现出左右零点位置对称。
根据实施例一和实施例二，可知耦合连筋14可选，增加了本实用新型介质波导滤波器设计的灵活性，使其实用性更广。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型性的保护范围之内的实用新型内容。
Claims (8)
1.一种介质波导滤波器的对称零点结构，包括陶瓷介质模块，其特征在于：所述陶瓷介质模块呈长方体结构，所述陶瓷介质模块设有耦合窗口开窗连接的介质波导谐振器，所述介质波导谐振器均设有频率调节盲孔，所述介质波导谐振器沿陶瓷介质模块周向依次均匀设置，包含谐振器一(1)、谐振器二(2)、谐振器三(3)、谐振器四(4)、谐振器五(5)、谐振器六(6)，所述谐振器三(3)和谐振器四(4)之间设有感性耦合盲孔槽(10)，所述谐振器四(4)和谐振器五(5)之间设有容性耦合盲孔(7)，所述谐振器三(3)和谐振器五(5)之间设有通孔槽Ⅰ(15)。
2.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器的对称零点结构，其特征在于：所述容性耦合盲孔(7)采用上部大通孔和下部小盲孔的结构。
3.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器的对称零点结构，其特征在于：所述谐振器三(3)和谐振器六(6)之间设有通孔槽Ⅱ(16)，所述通孔槽Ⅱ(16)位于谐振器三(3)和谐振器六(6)的中心线上。
4.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器的对称零点结构，其特征在于：所述谐振器一(1)、谐振器二(2)、谐振器三(3)和谐振器六(6)组成的中间区域设有十字型分割槽(17)。
5.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器的对称零点结构，其特征在于：所述频率调节盲孔位于介质波导谐振器的中心顶部，六个所述频率调节盲孔的直径均相等。
6.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器的对称零点结构，其特征在于：所述谐振器一(1)、谐振器二(2)、谐振器三(3)、谐振器六(6)呈长方形排列且位于长方形四角，谐振器三(3)、谐振器四(4)、谐振器五(5)、谐振器六(6)呈长方形排列且位于长方形四角。
7.根据权利要求1所述的一种介质波导滤波器的对称零点结构，其特征在于：所述盲孔、盲孔槽、通孔槽和分割槽的表面均镀有导电镀层。
8.一种滤波器，其特征在于，包括权利要求1～7任意一项所述的一种介质波导滤波器的对称零点结构。
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