[發明專利]一種采用單腔四模腔體諧振器的寬帶濾波器

有效

• 申請號: 201410277517.5
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104091985A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 王世偉;馮世芬;林景裕;褚慶昕
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P1/207
• 分類號: H01P1/207
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及一種濾波器，尤其是一種采用單腔四模腔體諧振器的寬帶濾波器，屬于無線通信領域。

背景技術

在現代移動通信技術中，微波射頻器件已成為了必不可少的重要組成部分。濾波器作為基本的一種射頻器件，其插入損耗、帶外抑制和功率容量等一系列指標對于整機的性能有著重要的影響。系統小型化便攜化的趨勢要求濾波單元在更小空間內實現所需性能指標。

針對上述需求，波導腔體多模濾波器具有很多優點：第一，高Q值；第二，高功率容量；第三，波導腔體多模濾波器在一個腔體內就能實現單模所需的幾個腔才能實現的濾波特性，因此，小型化這一優勢顯露無疑。這三大特點保證了濾波器的小型化和高性能的要求。同時我們也不能忽視介質多模濾波器在產品研制、制造，尤其是規模化生產的實現上存在諸多挑戰，主要是以下問題：其一，高次模產品復雜的寄生耦合對于主模式影響很大，大大提高了仿真尤其是調試的復雜性。這要求對待高次模必須借助其固有特性，消減負面影響，加強有效利用；其二，復雜的可調諧耦合結構，通常的腔體多模調諧結構為螺釘，并且在分離簡并模的問題上采用切角和與在兩個極化的電場成45°加耦合螺釘的方法，這樣的話加工難度提高，從而提高了加工成本。

據調查與了解，已經公開的現有技術如下：

1)諧振器的分離簡并模一般有三種方法：a、如圖1a和1b所示，通過耦合螺釘來實現簡并模耦合時，為了避免相互作用，其位置應位于兩個諧振(要耦合)的電場強度最大值附近，且其余簡并模電場為零的區域，通常耦合螺釘與兩個極化的電場成45°，但這種耦合方式可調諧范圍比較小；b、如圖2a和2b所示，在諧振器45°角上方伸進耦合螺釘，同樣可以分離簡并模；c、如圖3a和3b所示，剖出個矩形切角，但這種耦合方式不易加工。

2)1987年，R.R.Bonetti等學者在IEEE?MTT-S?digest發表題為“Quadruple-mode?Filters”文章中，提出通過耦合螺釘分離簡并模，結構圖如圖4a所示，并實現單腔四模窄帶帶通濾波器，如圖4b是該結構濾波器的仿真結果。從仿真結果可以看出，該濾波器的性能良好，但結構加工相對比較復雜。

3)2011年10月，張龍學者在“同軸型微波介質濾波器研究”文章中提出一種介質濾波器，如圖5a所示，并在HFSS電磁仿真軟件建模分析，實現了四模帶通濾波器，仿真結果圖如圖5b所示。但這種結構比較復雜，而且從仿真結果可以看出帶外沒有傳輸零點，帶外抑制較差。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供了一種具有結構簡單、加工容易、性能好的優點，而且具有比較寬的分數帶寬，能夠滿足通信系統要求的采用單腔四模腔體諧振器的寬帶濾波器。

本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種采用單腔四模腔體諧振器的寬帶濾波器，其特征在于：包括腔體、第一端口、第二端口、第一微擾金屬體以及第二微擾金屬體；所述第一微擾金屬體和第二微擾金屬體設置在腔體內的底部，第一微擾金屬體和第二微擾金屬體的中心均偏離腔體的中心，且第一微擾金屬體和第二微擾金屬體以腔體的縱向中心線為中心相互對稱；所述第一端口和第二端口設置在腔體上，并貫穿腔體外壁和內壁；所述第一端口處設有第一導體組件，所述第二端口處設有第二導體組件，所述第一導體組件的軸線和第二導體組件的軸線相垂直，并分別垂直于腔體的縱向中心線。

作為一種優選方案，所述第一導體組件由第一同軸內導體和第一同軸外導體焊接組成，所述第二導體組件由第二同軸內導體和第二同軸外導體焊接組成；所述第一同軸內導體從第一端口伸進腔體內，所述第一同軸外導體固定在第一端口處的腔體外壁上；所述第二同軸內導體從第二端口伸進腔體內，所述第二同軸外導體固定在第二端口處的腔體外壁上。

作為一種優選方案，所述第一同軸內導體和第二同軸內導體均采用耦合桿，所述第一同軸外導體和第二同軸外導體均采用SMA接頭，所述SMA接頭的末端與耦合桿焊接。

作為一種優選方案，所述每個SMA接頭上設有四個通孔，所述腔體在第一端口和第二端口附近的位置上分別開有四個與SMA接頭的通孔相對應的螺紋孔，所述每個SMA接頭通過四根螺釘穿過四個通孔后與四個螺紋孔配合固定在腔體外壁上。

作為一種優選方案，所述第一微擾金屬體的底面上設有與第一微擾金屬體構成一整體的第一固定/調諧螺釘，所述第二微擾金屬體的底面上設有與第二微擾金屬體構成一整體的第二固定/調諧螺釘；所述第一微擾金屬體通過第一固定/調諧螺釘安裝在腔體內的底部，所述第二微擾金屬體通過第二固定/調諧螺釘安裝在腔體內的底部。