CN212783727U - 一种容性耦合装置及滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种容性耦合装置及滤波器。它至少包括第一介质谐振器和第二介质谐振器，所述第一介质谐振器与第二介质谐振器之间设有负耦合孔，所述负耦合孔包括纵向盲孔和横向盲槽，所述纵向盲孔位于第一介质谐振器与第二介质谐振器连接位置的本体表面且垂直于所述本体表面布置，所述横向盲槽位于第一介质谐振器与第二介质谐振器连接位置的本体上。本实用新型容性耦合装置在两个介质谐振器之间设置纵向盲孔和横向盲槽形成负耦合孔，实现两个介质谐振器之间的负耦合，结构简单；该结构用于滤波器中，由于两个孔形成的面积更大，可以在滤波器的通带低端形成传输零点，增加了滤波器的矩形系数，从而提高滤波器性能，降低滤波器的体积。

Description

一种容性耦合装置及滤波器

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种容性耦合装置及滤波器。

背景技术

在通信领域，随着技术的发展，对于***内滤波器的性能要求越来越高。随着要求的提高，基站端大功率微波滤波器呈现出指标高，体积小，低成本的特征。在实现这些高性能滤波器的时候，受限于腔体尺寸，滤波器需要使用新的材料或技术实现。

受限于介质滤波器的材料特性，一般在设计滤波器时需要加入传输零点。而介质滤波器，在实现容***叉耦合时，相较于金属滤波器更加困难。现有设计中，专利号201310688407.3公开了三种可行的方案，其一为零腔设计实现容***叉耦合的方案；其二为采用两个腔进行180度相位翻转实现容***叉耦合的方案；其三为在介质耦合窗口上打孔(孔内不设置电磁屏蔽层)，螺杆深入孔中距离孔底约2mm以内，然后采用盖板或螺杆套方式固定，从而实现容***叉耦合的方案。容性耦合装置对于方案一和方案二，每实现一个容***叉耦合，就需要在水平方向多占用一个腔的空间；对于方案三，为了使极性翻转，需要增加螺杆套或盖板，也需要在垂直方向增加高度空间，从而不利于空间比较严苛的介质滤波器设计，为此需要对现有技术进行改进。现有设计中，专利号201811036762.1公开了一种可行的方案，一种容性耦合装置，包括多个实心的介质单体，所述相邻的介质单体之间拼接连接，至少一个相邻介质单体的拼接面上设置有容性耦合结构，所述容性耦合结构包括第一盲孔和表面未金属化的第一空气耦合窗口，所述相邻介质单体的拼接面的一侧沿竖向对应位置处设有相匹配的半凹槽，两个相匹配的半凹槽拼接后形成所述第一盲孔，所述第一盲孔的深度大于等于所述空气耦合窗口深度的1/2且小于第一空气耦合窗口深度，所述第一盲孔的内壁和底部上设置有金属屏蔽层，所述第一空气耦合窗口设置于第一盲孔的两侧及底部。多个介质单体需拼接连接，生产难度大，需进一步优化改进设计。

也有是在两个谐振器之间设置一个通孔或者盲孔形式的负耦合孔实现两个谐振器之间的负耦合，这种形式的负耦合引起的二次谐波距离滤波器通带较近，带外抑制有一定影响。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种结构简单、耦合强度高的容性耦合装置及滤波器。

本实用新型采用的技术方案是：一种容性耦合装置，至少包括第一介质谐振器和第二介质谐振器，每个介质谐振器包括由固态介电材料制成的本体和位于本体表面的调谐孔，所述调谐孔为盲孔，所述本体表面覆盖有导电层，所述第一介质谐振器与第二介质谐振器之间设有负耦合孔，所述负耦合孔包括纵向盲孔和横向盲槽，所述纵向盲孔位于第一介质谐振器与第二介质谐振器连接位置的本体表面且垂直于所述本体表面布置，所述横向盲槽位于第一介质谐振器与第二介质谐振器连接位置的本体上。

进一步地，所述纵向盲孔和所述横向盲槽的内壁设有导电层。

进一步地，所述横向盲槽位于两个介质谐振器连接位置的本体表面。

进一步地，所述横向盲槽位于两个介质谐振器连接位置的本体表面与本体侧面相接处。

进一步地，所述纵向盲孔与所述横向盲槽之间不连通。

进一步地，所述纵向盲孔与所述横向盲槽之间相互连通，所述纵向盲孔贯穿所述横向盲槽的槽底面。

进一步地，所述纵向盲孔与调谐孔之间不连通。

进一步地，所述纵向盲孔与两个调谐孔之间均相互连通。

更进一步地，还包括第三介质谐振器、第四介质谐振器和T型耦合通孔，所述T型耦合通孔用于使四个介质谐振器之间产生一定耦合量的正耦合，所述横向盲槽与T型耦合通孔连通或不连通。

一种滤波器，所述滤波器至少包含一个如上述的任意一项容性耦合装置。

本实用新型容性耦合装置在两个介质谐振器之间设置纵向盲孔和横向盲槽形成负耦合孔，实现两个介质谐振器之间的负耦合，结构简单；横向盲槽开设于介质谐振器本体表面或表面与侧面相交处，避免采用开孔的形式，结构形式开阔，更方便制作成型及内壁导电层的加工；该结构用于滤波器中，由于两个孔形成的面积更大，可以在滤波器的通带低端形成传输零点，增加了滤波器的矩形系数，从而提高滤波器性能，降低滤波器的体积；同时通过调节盲孔和盲槽内导电层面积及盲孔和盲槽的深度，可以使得负耦合的耦合量范围更宽，使二次谐波位置会往更远处推移，并降低二次谐波的幅度。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的正面示意图。

图2为本实用新型实施例1的背面示意图。

图3为图1中A-A剖面图。

图4为图1中B-B剖面图。

图5为本实用新型实施例1的立体示意图。

图6为本实用新型实施例2的正面示意图。

图7为图6中C-C剖面图。

图8为本实用新型实施例2的立体示意图。

图9为本实用新型实施例3的正面示意图。

图10为图9中D-D剖面图。

图11为图9中E-E剖面图。

图12为本实用新型实施例3的正面立体示意图。

图13为本实用新型实施例3的背面立体示意图。

图14为本实用新型实施例4的正面示意图。

图15为图14中F-F剖面图。

图16为图14中G-G剖面图。

图17为本实用新型实施例4的正面立体示意图。

图18为本实用新型实施例4的背面立体示意图。

图19为本实用新型实施例5的正面示意图。

图20为本实用新型实施例5的正面立体示意图。

图21为本实用新型实施例6的正面示意图。

图22为本实用新型实施例6的正面立体示意图。

图23为本实用新型实施例7的正面示意图。

图24为本实用新型实施例7的正面立体示意图。

图25为本实用新型实施例8的正面示意图。

图26为本实用新型实施例8的正面立体示意图。

图27为本实用新型实施例9的正面示意图。

图28为本实用新型实施例9的背面立体示意图。

图中：1-第一介质谐振器；2-第二介质谐振器；3-第三介质谐振器；4-第四介质谐振器；5-调谐孔；6-纵向盲孔；7-横向盲槽；8-本体表面；9-本体侧面；10-T型耦合通孔；11-输入输出端口；12-隔断层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

本实用新型提供一种容性耦合装置，至少包括相互连接的第一介质谐振器1和第二介质谐振器2，该第一介质谐振器1和第二介质谐振器2为固态介电材料制成，所述第一介质谐振器1和第二介质谐振器2的顶面均设有调谐孔5，调谐孔5的作用是通过盲孔的深浅对频率进行调整；也可以通过对盲孔内侧导电层面积的调整，进行对频率的微调。本实用新型以与调谐孔5轴线垂直的平面作为介质谐振器的本体表面8，本体表面8包括相互平行的正面8.1和背面8.2，与本体表面8垂直的面作为本体侧面9；以与两个调谐孔5的中心连线平行的方向作为宽度方向，以与两个调谐孔的中心连线垂直的方向作为长度方向，以下描述的宽度和长度均以此处方向为基准。所述第一介质谐振器1与第二介质谐振器2之间设有负耦合孔，该负耦合孔用于实现第一介质谐振器和第二介质谐振器之间电容耦合，所述负耦合孔包括纵向盲孔6和横向盲槽7，纵向盲孔6和所述横向盲槽7的内壁根据需要可以全部或部分设置导电层。所述纵向盲孔6垂直于所述第一介质谐振器1和第二介质谐振器2的本体表面8布置，所述横向盲槽7位于第一介质谐振器1与第二介质谐振器2连接位置的本体上，具体横向盲槽7可以仅仅位于两个介质谐振器连接位置的本体表面上，或者横向盲槽7也可以位于两个介质谐振器连接位置的本体表面8与本体侧面9相接处；纵向盲孔6和横向盲槽7在垂直于本体表面的方向上存在相互干涉，即纵向盲孔6和横向盲槽7结构对称时，两者中心线可以重叠，或者两者只要在垂直于本体表面的方向上存在干涉即可，中心线可以相互偏离，而不需要一定重合。

其中，通常负耦合孔位于两个调谐孔中间的本体上，负耦合孔和其周边的本体形成一个类似于谐振器的结构，负耦合孔类似于该谐振器的调谐孔。调节负耦合孔中纵向盲孔6和横向盲槽7的深度、宽度和长度均均可以起到调节负耦合量。纵向盲孔6和横向盲槽7的深度、宽度和长度与介质滤波器的传输零点的频率相关。具体的，纵向盲孔6和横向盲槽7的深度、宽度和长度可以根据实际需要，比如传输零点的频率，进行设计，在此不予限定。所述负耦合孔所处位置相接的两个介质谐振器依据所述介质滤波器的传输零点的频率确定。

所述第一介质谐振器1和第二介质谐振器2的表面均设有导电层。其中，导电层可以为金属化层，具体可以通过对本体表面进行电镀金属来形成。金属可以为银，也可以为其他满足实际需要的金属。在制造时，通过一体化成形来获得带有调试孔和负耦合孔的本体，再对本体、调试孔和负耦合孔进行表面金属化，比如表面电镀，来获得上述介质谐振器。这样，该介质谐振器所包括的介质谐振器的本体是连续的。采用一体化成形的方式来获得介质谐振器，可以使得其加工工艺更简单。

上述方案中，第一介质谐振器1与第二介质谐振器2的表面可以设置隔断层，所述隔断层围绕所述纵向盲孔6端面布置。该隔断层为介质谐振器表面未覆盖导电层的部分，负耦合孔表面未被导电层覆盖的部分的面积与所述负耦合孔所处位置相接的两个介质谐振器之间的电容耦合的耦合量相关。也就是，可以通过去除负耦合孔内的部分导电层，来调节该负耦合孔和其周边的本体形成的类似于谐振器的结构的谐振频率，进而调节其两侧的谐振器之间的耦合量。通过调整负耦合孔内的导电层被去除的面积的大小，可以改变介质谐振器和介质谐振之间的电容耦合的耦合量的大小。具体的，可以通过打磨的方式调整负耦合孔内的导电层被去除的部分的面积，在本实用新型实施例中可以不予限定。导电层被去除的部分可以位于负耦合孔内的内底部或内侧部，其可以为一处，也可以为不连续的多处。

上述方案中，纵向盲孔6设置在第一介质谐振器1与第二介质谐振器2的本体表面的正面8.1或背面8.2之间。根据纵向盲孔6和横向盲槽7的结构形式的不同，其形成的负耦合孔的结构形式可以有多种：如纵向盲孔6与所述横向盲槽7之间可以相互连通，纵向盲孔6的宽度和长度与所述横向盲槽7的宽度和长度可以根据需要设置成不同的大小。

纵向盲孔6与所述横向盲槽7之间也可以不连通，此时纵向盲孔6和横向盲槽7分别位于本体表面的不同面上，纵向盲孔6的宽度和长度与所述横向盲槽7的宽度和长度可以根据需要设置成不同的大小。

通过调整纵向盲孔6和横向盲槽7的形状，可以实现对寄生谐波位置的调整，将寄生谐波推开到关键干扰频段之外的区域，从而避免了因谐波抑制不足，对其他站点形成杂散干扰的情况。需要调试负耦合孔时，可通过牙钻等工具调整纵向盲孔6和/或横向盲槽7内壁的导电层面积。

纵向盲孔6和横向盲槽7的横截面可以是正方形、圆形、椭圆形或其他异形。

上述方案中，还可以设置第三介质谐振器3、第四介质谐振器4和T型耦合通孔10，所述T型耦合通孔10用于使四个介质谐振器之间产生一定耦合量的正耦合，第三介质谐振器3和第四介质谐振器4的本体表面分别设置调谐孔5和输入输出端口11，输入输出端口11为盲孔，输入输出端口11的端面可以围绕设置隔断层12，所述横向盲槽7与T型耦合通孔10之间可以连通或不连通，纵向盲孔6与调谐孔5之间可以连通或不连通。

介质谐振器中所使用的介电材料优选为陶瓷，陶瓷具有较高的介电常数，硬度及耐高温的性能也都较好，因此成为射频滤波器领域常用的固态介电材料，陶瓷材料通过特定工艺烧制成型，电磁波能量在介质内部传输。当然，介电材料也可以选用本领域技术人员所知的其它材料，如玻璃、电绝缘的高分子聚合物等。

本实用新型还提供一种滤波器，所述滤波器至少包含一个如上述的容性耦合装置。

实施例1

如图1-5所示，本实施例提供一种容性耦合装置，包括相互连接的第一介质谐振器1和第二介质谐振器2，所述第一介质谐振器1和第二介质谐振器2的本体表面8均设有调谐孔5，调谐孔5为盲孔，所述第一介质谐振器1和第二介质谐振器2的表面均设有导电层，所述第一介质谐振器1与第二介质谐振器2之间设有负耦合孔，所述负耦合孔包括纵向盲孔6和横向盲槽7，纵向盲孔6为圆柱形，即横截面为圆形；横向盲槽为方形槽，横向盲槽7的宽度小于纵向盲孔6的直径，横向盲槽7的长度大于纵向盲孔6的直径，纵向盲孔6和所述横向盲槽7的内壁设有导电层。所述纵向盲孔6设置于第一介质谐振器1与第二介质谐振器2的本体表面8的正面8.1之间，且垂直于所述第一介质谐振器1和第二介质谐振器2的本体表面8；横向盲槽7位于两个介质谐振器连接位置的本体表面8的背面8.2与本体侧面9相接处，即横向盲槽的一端横向贯穿本体侧面，纵向盲孔6和横向盲槽7在垂直于本体表面的方向上存在相互干涉。纵向盲孔6与所述横向盲槽7之间不连通。

实施例2

如图6-8所示，本实施例提供一种容性耦合装置，其与实施例1中的耦合装置结构基本类似，区别在于本实施例中横向盲槽7位于两个介质谐振器连接位置的本体表面8的正面8.1与本体侧面9相接处，横向盲槽7的宽度和长度均大于纵向盲孔6的直径，纵向盲孔6顶部贯穿横向盲槽的槽底面与所述横向盲槽7之间相连通。

实施例3

如图9-13所示，本实施例提供一种容性耦合装置，包括相互连接的第一介质谐振器1、第二介质谐振器2、第三介质谐振器3和第四介质谐振器4，第一介质谐振器1、第二介质谐振器2、第三介质谐振器3和第四介质谐振器4之间通过中央设置的T型耦合通孔10产生一定耦合量的正耦合，所述第一介质谐振器1、第二介质谐振器2、第三介质谐振器3和第四介质谐振器4的本体表面8均设有调谐孔5，调谐孔5为盲孔，第三介质谐振器3和第四介质谐振器4的本体表面8设有输入输出端口，输入输出端口11的端面围绕设置隔断层12，所述第一介质谐振器1、第二介质谐振器2、第三介质谐振器3和第四介质谐振器4的表面均设有导电层，所述第一介质谐振器1与第二介质谐振器2之间设有负耦合孔，所述负耦合孔包括纵向盲孔6和横向盲槽7，纵向盲孔6为圆柱形，横向盲槽为方形槽，横向盲槽7的宽度小于纵向盲孔6的直径，横向盲槽7的长度大于纵向盲孔6的直径，纵向盲孔6和所述横向盲槽7的内壁设有导电层。所述纵向盲孔6设置于第一介质谐振器1与第二介质谐振器2的本体表面8的正面8.1之间，且垂直于所述第一介质谐振器1和第二介质谐振器2的本体表面8；横向盲槽7位于两个介质谐振器连接位置的本体表面8的背面8.2与本体侧面9相接处，横向盲槽7的一端横向贯穿本体侧面，纵向盲孔6和横向盲槽7在垂直于本体表面的方向上存在相互干涉。纵向盲孔6与所述横向盲槽7、调谐孔之间均不连通，横向盲槽7与T型耦合通孔10也不连通。

实施例4

如图14-18所示，本实施例提供一种容性耦合装置，其与实施例3中的耦合装置结构基本类似，区别在于本实施例中横向盲槽7位于两个介质谐振器连接位置的本体表面8的正面8.1与本体侧面9相接处，横向盲槽7的宽度和长度均大于纵向盲孔6的直径，纵向盲孔6顶部贯穿横向盲槽的槽底面与所述横向盲槽7之间相连通。

实施例5

如图19-20所示，本实施例提供一种容性耦合装置，其与实施例4中的耦合装置结构基本类似，区别在于本实施例中横向盲槽7从本体边缘延伸至与T型耦合通孔10相连通。

实施例6

如图21-22所示，本实施例提供一种容性耦合装置，其与实施例4中的耦合装置结构基本类似，区别在于本实施例中横向盲槽7位于两个介质谐振器连接位置的本体表面8的正面8.1中央，其与本体侧面之间是隔断的。

实施例7

如图23-24所示，本实施例提供一种容性耦合装置，其与实施例4中的耦合装置结构基本类似，区别在于本实施例中纵向盲孔6的横截面为腰型孔，横向盲槽7为方形槽，横向盲槽7的宽度小于纵向盲孔6的宽度，横向盲槽7的长度大于纵向盲孔6的长度，纵向盲孔6与横向盲槽7整体形成十字形的槽状结构。

实施例8

如图25-26所示，本实施例提供一种容性耦合装置，其与实施例7中的耦合装置结构基本类似，区别在于本实施例中横向盲槽7从本体边缘延伸至与T型耦合通孔10相连通。

实施例9

如图27-28所示，本实施例提供一种容性耦合装置，其与实施例3中的耦合装置结构基本类似，区别在于本实施例中纵向盲孔的横截面为方形，纵向盲孔6的左右两侧均通过凹槽与调谐孔5相连通，凹槽长度小于纵向盲孔6的长度和调谐孔5的直径；横向盲槽7从本体边缘延伸至与T型耦合通孔10相连通。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种容性耦合装置，至少包括第一介质谐振器(1)和第二介质谐振器(2)，每个介质谐振器包括由固态介电材料制成的本体和位于本体表面的调谐孔(5)，所述调谐孔(5)为盲孔，所述本体表面覆盖有导电层，所述第一介质谐振器(1)与第二介质谐振器(2)之间设有负耦合孔，其特征在于：所述负耦合孔包括纵向盲孔(6)和横向盲槽(7)，所述纵向盲孔(6)位于第一介质谐振器(1)与第二介质谐振器(2)连接位置的本体表面且垂直于所述本体表面布置，所述横向盲槽(7)位于第一介质谐振器(1)与第二介质谐振器(2)连接位置的本体上。

2.根据权利要求1所述的容性耦合装置，其特征在于：所述纵向盲孔(6)和所述横向盲槽(7)的内壁设有导电层。

3.根据权利要求1所述的容性耦合装置，其特征在于：所述横向盲槽(7)位于两个介质谐振器连接位置的本体表面(8)。

4.根据权利要求1所述的容性耦合装置，其特征在于：所述横向盲槽(7)位于两个介质谐振器连接位置的本体表面(8)与本体侧面(9)相接处。

5.根据权利要求1所述的容性耦合装置，其特征在于：所述纵向盲孔(6)与所述横向盲槽(7)之间不连通。

6.根据权利要求1所述的容性耦合装置，其特征在于：所述纵向盲孔(6)与所述横向盲槽(7)之间相互连通，所述纵向盲孔(6)贯穿所述横向盲槽(7)的槽底面。

7.根据权利要求1所述的容性耦合装置，其特征在于：所述纵向盲孔(6)与调谐孔(5)之间不连通。

8.根据权利要求1所述的容性耦合装置，其特征在于：所述纵向盲孔(6)与两个调谐孔(5)之间均相互连通。

9.根据权利要求1所述的容性耦合装置，其特征在于：还包括第三介质谐振器(3)、第四介质谐振器(4)和T型耦合通孔(10)，所述T型耦合通孔(10)用于使四个介质谐振器之间产生一定耦合量的正耦合，所述横向盲槽(7)与T型耦合通孔(10)连通或不连通。

10.一种滤波器，其特征在于：所述滤波器至少包含一个如权利要求1-9所述的任意一项容性耦合装置。

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