一种应用于介质波导滤波器中的负耦合结构及介质波导滤波器

摘要

本发明公开的一种应用于介质波导滤波器中的负耦合结构，包括两个介质谐振器，两个介质谐振器之间连接处设置有耦合结构，该耦合结构包括：一设置在连接处并将两个介质谐振器连接起来的耦合窗，和设置在耦合窗中心部位的小孔或窄缝，以及设置在一个方砖形的介质谐振器的上表面或者下表面上的第一耦合槽和设置在另一个方砖形的介质谐振器的下表面或者上表面上的第二耦合槽，第一耦合槽和第二耦合槽通过耦合窗中心部位的小孔或窄缝连通。本发明还公开了具有上述负耦合结构的介质波导滤波器。本发明具有如下特点：1)耦合量可大可小，可以实现弱的负耦合，适合小耦合量的应用场景。2)在滤波器通带一下频段无寄生谐波产生。

权利要求

1.一种应用于介质波导滤波器中的负耦合结构，包括两个介质谐振器或介质谐振腔，在每一介质谐振器或介质谐振腔的上表面或/和下表面上的中心部位设置有一盲孔，两个介质谐振器或介质谐振腔相邻边之间连接处设置有耦合结构，其特征在于，所述耦合结构包括：一设置在连接处并将两个介质谐振器或介质谐振腔相邻边连接起来的耦合窗，和设置在所述耦合窗中心部位的小孔或窄缝，以及设置在一个方砖形的介质谐振器或介质谐振腔的上表面或者下表面上的第一耦合槽和设置在另一个方砖形的介质谐振器或介质谐振腔的下表面或者上表面上的第二耦合槽，所述第一耦合槽和第二耦合槽通过所述耦合窗中心部位的小孔或窄缝连通；

所述第一耦合槽、第二耦合槽、所述耦合窗中心部位的小孔或窄缝连通整体呈“Z”字形状；所述耦合窗中心部位的小孔或窄缝呈倾斜状设置。

2.如权利要求1所述的一种应用于介质波导滤波器中的负耦合结构，其特征在于，所述耦合窗为一矩形薄片。

3.如权利要求1所述的一种应用于介质波导滤波器中的负耦合结构，其特征在于，所述第一耦合槽和第二耦合槽分别与对应的盲孔连通。

4.如权利要求3所述的一种应用于介质波导滤波器中的负耦合结构，其特征在于，所述第一耦合槽与所述第二耦合槽的重影面积（小部分重叠或者不重叠），所述第一耦合槽与所述第二耦合槽重影面积越小，耦合越大。

5.如权利要求1所述的一种应用于介质波导滤波器中的负耦合结构，其特征在于，所述盲孔为金属化盲孔，用于频率调节和高次摸控制。

6.如权利要求1所述的一种应用于介质波导滤波器中的负耦合结构，其特征在于，两个介质谐振器或介质谐振腔以及耦合结构外表面全部金属化。

7.介质波导滤波器，包含权利要求1至6任一项权利要求所述的负耦合结构。

说明书

一种应用于介质波导滤波器中的负耦合结构及介质波导滤

波器

技术领域

[0001] 本发明涉及通信设备组件技术领域，具体为一种应用于介质滤波器设计中的负耦合结构(容性耦合)。

背景技术

[0002] 随着移动通信技术的发展，小型化、集成化成为通信设备的发展趋势，其中介质波导滤波器以介质谐振器为基础，通过谐振器之间的耦合实现滤波性能，其相比传动的金属腔体滤波器具有体积小、插损低、成本低、易集成化等优势，而为了实现越来越严格的性能要求，如要具有陡峭的过渡带和较低的插入损耗，通常就需要谐振器之间具有负耦合。目前介质波导谐振器之间的负耦合方式主要是在谐振器之间设置盲孔实现，如现有的一种介质波导滤波器如图1所示，其在介质谐振器上包括至少一个负耦合盲孔3，负耦合盲孔3位于介质谐振器1、介质谐振器2连接位置的本体表面，且两种结构要求负耦合盲孔3深度至少是介质谐振器1调谐孔4深度的两倍以上，因此负耦合盲孔底部距离谐振器底面很近，从而形成强倩蓉效应实现负耦合。但是也由于负耦合盲孔深度较深，孔身形成了电感效应，而孔底又形成了电感效应，而孔底又形成电容效应，从而形成了类似串联谐振电路的谐振效应，会在滤波器滤波曲线上形成谐振峰而导致滤波器的抑制性能无法满足特定频段的要求，一般地，谐振峰在频域上的位置是由负耦合盲孔的深度决定，深度越深频率越低，反之越高，而负耦合盲孔的深度又根据客户指标设计的耦合量决定，也就是说一旦客户指标确定，则负耦合盲孔的深度也就确定了，由负耦合盲孔引起的谐振峰在频域上的位置也就无法调整，也就会导致谐振峰落在具有较高抑制要求的频段内时，该负耦合结构无法满足滤波器性能要求。另外，由于负耦合盲孔轴向横截面较小，而谐振器之间的连接区域较大，则其他介质谐振器很容易通过此连接区域产生寄生耦合，从而导致结构对称的介质滤波器频率特性一边高一边低，也就无法得到需要的对称特性。

[0003] 为此中国专利申请公布号CN110444849A公开了一种介质谐振器负耦合结构及应用其的介质波导滤波器，其可有效解决负耦合的问题并可避免谐振峰的影响，且减弱寄生耦合，具有更加对称的频率响应特性，参见图2，其包括至少两个相连接的介质谐振器1a、2a，在介质谐振器1a、介质谐振器2a表面中心均设置有谐振盲孔7a，在介质谐振器1a、2a之间的连接处5a设有耦合结构，耦合结构包括长形的盲槽6a，盲槽6a开设于介质谐振器1a、2a之间的连接处5a，盲槽6a的长度为介质谐振器1a、2a之间连接处5a长度的40％-100％，盲槽
6a的深度为介质谐振器之间连接处高度的50％-95％。

[0004] 但是该专利存在以下问题：

[0005] 1)耦合量较大，小耦合时水平缝太小易碎。

[0006] 2)低端有刺。

发明内容

[0007] 本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有介质谐振器负耦合结构所存在的上述问题而提供一种应用于介质波导滤波器中的负耦合(容性耦合)结构，以解决上述技术问题。

[0008] 本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种具有上述负耦合(容性耦合)结构的介质波导滤波器。

[0009] 作为本发明第一方面的一种应用于介质波导滤波器中的负耦合(容性耦合)结构，包括两个介质谐振器或介质谐振腔，在每一介质谐振器或介质谐振腔的上表面或/和下表面上的中心部位设置有一盲孔，两个介质谐振器或介质谐振腔相邻边之间连接处设置有耦合结构，所述耦合结构包括：

[0010] 一设置在连接处并将两个介质谐振器或介质谐振腔相邻边连接起来的耦合窗，和[0011] 设置在所述耦合窗中心部位的小孔或窄缝，以及

[0012] 设置在一个方砖形的介质谐振器或介质谐振腔的上表面或者下表面上的第一耦合槽和设置在另一个方砖形的介质谐振器或介质谐振腔的下表面或者上表面上的第二耦合槽，所述第一耦合槽和第二耦合槽通过所述耦合窗中心部位的小孔或窄缝连通。

[0013] 在本发明的一个优选实施例中，所述耦合窗为一矩形薄片。

[0014] 在本发明的一个优选实施例中，所述第一耦合槽、第二耦合槽、所述耦合窗中心部位的小孔或窄缝连通整体呈“Z”字形状。

[0015] 在本发明的一个优选实施例中，所述第一耦合槽和第二耦合槽分别与对应的盲孔连通。

[0016] 在本发明的一个优选实施例中，所述第一耦合槽与所述第二耦合槽重影面积越小，耦合越大。该耦合结构易实现弱的负耦合，是交叉负耦合的优选方案。

[0017] 在本发明的一个优选实施例中，如需耦合量较大时，所述第一耦合槽与所述第二耦合槽相互远离(无重影)。所述耦合窗中心部位连接第一耦合槽与所述第二耦合槽的小孔或窄缝呈倾斜状设置。

[0018] 在本发明的一个优选实施例中，所述盲孔为金属化盲孔，用于频率调节和高次摸控制。

[0019] 在本发明的一个优选实施例中，两个介质谐振器或介质谐振腔以及耦合结构外表面全部金属化。

[0020] 作为本发明第二方面的介质波导滤波器，包含上述负耦合(容性耦合)结构。

[0021] 由于采用了如上的技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下特点：

[0022] 1)可以实现弱的负耦合，适合小耦合量的应用场景。

[0023] 2)可以实现较强的负耦合(用倾斜孔连接两耦合槽)，适合中等耦合量的应用场景(寄生耦合与小耦合场景相反)。

[0024] 3)在滤波器通带一下频段无寄生谐波产生。

[0025] 4)本发明除了实现方式稍微复杂外，在多数情况下有着不可替代的有点，或者要用其他代价作为交换。

附图说明

[0026] 图1为现有介质谐振器的立体结构示意图。

[0027] 图2为CN110444849A公开了一种介质谐振器负耦合结构的立体结构示意图。

[0028] 图3为本发明的应用于介质波导滤波器中的负耦合(容性耦合)结构从一个方向看的结构示意图。

[0029] 图4为本发明的应用于介质波导滤波器中的负耦合(容性耦合)结构从另一个方向看的结构示意图。

[0030] 图5为本发明的负耦合(容性耦合)结构作为交叉耦合应用的介质波导滤波器通带频率响应曲线图。图6是它的宽带相应曲线。

[0031] 图7为本发明的负耦合(容性耦合)结构作为主耦合应用的介质波导滤波器通带频率响应曲线图。

具体实施方式

[0032] 以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

[0033] 参见图3和图4，图中所示的应用于介质波导滤波器中的负耦合(容性耦合)结构，由左右两个方砖形的介质谐振器10、20或介质谐振腔组成，介质谐振器10、20的材质均为陶瓷介质材料或高分子介质材料制成。另外介质谐振器10、20hi可以为圆形或是除方砖形外的多边形块。

[0034] 在介质谐振器10、20的上表面或者下表面或者上、下表面中心部位各有一个金属化盲孔11、21用于频率调节和高次摸控制。本具体实施方式是在介质谐振器10的上表面12的中心部位设置有金属化盲孔11，在介质谐振器10的上表面22的中心部位设置有金属化盲孔21。

[0035] 在两个方砖形的介质谐振器10、20或介质谐振腔相邻边之间连接处设置有耦合结构，该耦合结构包括：

[0036] 设置在连接处并将两个方砖形的介质谐振器10、20或介质谐振腔相邻边连接起来的耦合窗30，耦合窗30为矩形薄片。

[0037] 设置在耦合窗30中心部位的小孔31或窄缝。

[0038] 设置在一个方砖形的介质谐振器10或介质谐振腔的上表面或者下表面上的第一耦合槽13和设置在另一个方砖形的介质谐振器20或介质谐振腔的下表面或者上表面上的第二耦合槽23。本具体实施方式是在方砖形的介质谐振器10或介质谐振腔的上表面12上设置有第一耦合槽13，在方砖形的介质谐振器20或介质谐振腔的下表面24上设置有第二耦合槽23。

[0039] 第一耦合槽13和第二耦合槽23通过耦合窗30中心部位的小孔31或窄缝连通。第一耦合槽13、第二耦合槽23、耦合窗30中心部位的小孔31或窄缝连通整体呈“Z”字形状。

[0040] 两个方砖形的介质谐振器10、20或介质谐振腔以及耦合结构外表面全部金属化。

[0041] 第一耦合槽13与第二耦合槽23的重影面积为0-100％。第一耦合槽13与第二耦合槽23重影面积越小，耦合越大。该耦合结构易实现弱的负耦合，是交叉负耦合的优选方案。

[0042] 第一耦合槽13和第二耦合槽23的越宽越深则耦合量越大，可以将第一耦合槽13与金属化盲孔11连通，或者/和将第二耦合槽23与金属化盲孔21连通，增大耦合量。

[0043] 如果要进一步扩大耦合，可以将第一耦合槽13与第二耦合槽23之间的距离拉远，小孔31改成斜孔。

[0044] 参见图5和图6，本发明的负耦合(容性耦合)结构作为交叉耦合应用的介质波导滤波器通带频率响应曲线低端无刺，在滤波器通带以下频段无寄生谐波产生。

[0045] 参见图7，本发明的负耦合(容性耦合)结构作为主耦合应用的介质波导滤波器通带频率响应曲线，在滤波器通带以下频段无寄生谐波产生，寄生耦合及相应对称性与小耦合案例相反，可以根据指标要求择优选择。