[發(fā)明專利]雙模介質(zhì)腔體諧振器及濾波器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510631350.2
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105161814A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉云;蔣帥;虞春
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇吳通通訊股份有限公司
• 主分類號: H01P7/10
• 分類號: H01P7/10;H01P1/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了雙模介質(zhì)腔體諧振器及濾波器，屬于多模介質(zhì)濾波器的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前無線通訊發(fā)展迅猛。在4G時代，多種標(biāo)準(zhǔn)通信標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)同時并存，相互競爭將是較長時期內(nèi)的市場格局。加之其他各種無線應(yīng)用，包括無線局域網(wǎng)、導(dǎo)航、藍(lán)牙等技術(shù)的迅速發(fā)展，目前無線頻譜資源的使用非常擁擠，相互之間的干擾也非常嚴(yán)重。4G及未來5G移動通信基站濾波器、雙工器需要更高的帶外抑制、更低的損耗和更小的體積。

基于高介電陶瓷材料的介質(zhì)腔體諧振器可以將場能量集中于介質(zhì)內(nèi)部，降低導(dǎo)體損耗；又因?yàn)榻橘|(zhì)損耗很低，所以介質(zhì)腔體諧振器相比同軸諧振器具有高得多的Q值。最先人們基于圓柱形介質(zhì)諧振器的TE_01δ模式可以實(shí)現(xiàn)單模介質(zhì)濾波器，獲得了較低的損耗，但是體積較大。

為了縮減體積，學(xué)者基于圓柱形諧振器中的簡并雙模HEH₁₁諧振模式設(shè)計(jì)雙模濾波器，每個諧振器內(nèi)有兩個正交的諧振模式，一個諧振腔可以當(dāng)兩個諧振器使用，體積的使用效率倍增，柱形介質(zhì)腔體雙模諧振器如圖1（a）、圖1（b）所示。圓柱形諧振器的缺點(diǎn)是HEH11模式并非是最低諧振模式，而TE01d模式作為更低的模式存在，在設(shè)計(jì)濾波器時會產(chǎn)生低于通帶頻率的雜波通帶。此外圓柱形諧振器的高端雜波模式也很靠近。

另一種雙模諧振器為十字形介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)如圖2（a）、圖2（b）所示，其中的兩個簡并雙模的電場結(jié)構(gòu)與HEH11模式類似，但是該模式是基礎(chǔ)模式，TE01d模式的諧振頻率被遠(yuǎn)遠(yuǎn)推高，高端一定頻率范圍內(nèi)的雜波模式少，而且無雜波的頻率范圍大一些。其缺點(diǎn)是體積比柱形介質(zhì)諧振器要大，在同樣體積情況下，十字形介質(zhì)諧振器的諧振頻率不能足夠低。

此外有幾種雙模介質(zhì)諧振器，其中介質(zhì)的上下表面與腔體的上下表面接觸，體積較小，但是Q值也較低。

雖然出現(xiàn)了多種三模介質(zhì)腔體諧振器、四模介質(zhì)腔體諧振器，并且可以應(yīng)用于濾波器的設(shè)計(jì)，但是其調(diào)試難度極大、難于批量生產(chǎn)。雙模介質(zhì)濾波器仍然是體積相對較小而調(diào)試難度適中的微波濾波器方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述背景技術(shù)的不足，提供了雙模介質(zhì)腔體諧振器及濾波器，與相同諧振頻率的十字形雙模諧振器相比減小了尺寸，增強(qiáng)了耦合，在主模諧振頻率高端一定頻率范圍內(nèi)的雜散諧振模式數(shù)量較少，解決了十字形雙模諧振器尺寸過大、濾波器設(shè)計(jì)帶寬不夠?qū)挼募夹g(shù)問題。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

雙模介質(zhì)腔體諧振器，包括：金屬腔體、加載在金屬腔體內(nèi)的支撐介質(zhì)柱、置于支撐介質(zhì)柱上的耶路撒冷十字形介質(zhì)，耶路撒冷十字形介質(zhì)包括十字形介質(zhì)主體以及與其一體成型的介質(zhì)邊臂。

雙模介質(zhì)腔體濾波器，包含所述雙模介質(zhì)腔體諧振器，所述濾波器的同軸輸入端口通過金屬探針與一種簡并HEH₁₁模式耦合，濾波器的同軸輸出端通過金屬探針與另一種簡并HEH₁₁模式耦合，金屬腔體上方蓋板旋入有調(diào)節(jié)簡并HEH₁₁模式的調(diào)諧調(diào)螺。

作為所述雙模介質(zhì)腔體濾波器的進(jìn)一步優(yōu)化方案，金屬腔體上方蓋板在耶路撒冷十字形介質(zhì)主體與介質(zhì)邊臂所圍成空缺處對應(yīng)的位置上旋入有加強(qiáng)簡并雙模耦合大小的第一調(diào)耦合調(diào)螺。

多腔體結(jié)構(gòu)的雙模介質(zhì)腔體濾波器，包含多個所述雙模介質(zhì)腔體諧振器，相鄰兩個雙模介質(zhì)腔體諧振器通過設(shè)置在諧振腔腔體窗口之間的金屬探針級聯(lián)。

作為所述多腔體結(jié)構(gòu)的雙模介質(zhì)腔體濾波器的進(jìn)一步優(yōu)化方案，多個雙模介質(zhì)腔體諧振器級聯(lián)處的金屬腔體上蓋板旋入有調(diào)節(jié)相鄰諧振器之間簡并模式耦合大小的第二調(diào)耦合調(diào)螺。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

（1）具有四個介質(zhì)邊臂的十字形介質(zhì)使得本發(fā)明涉及的耶路撒冷十字形介質(zhì)腔體雙模諧振器相對于普通十字形雙模諧振器的在體積上有較大的減??；

（2）相對于圓柱形雙模諧振器，簡并雙模諧振模式為最低諧振模式，在主模諧振頻率高端一定頻率范圍內(nèi)的雜散諧振模式數(shù)量較少；

（3）耶路撒冷十字形介質(zhì)腔體雙模諧振器的四個介質(zhì)邊臂處產(chǎn)生了較大的電磁場場分布，方便獲得較強(qiáng)的輸入/輸出端耦合和諧振腔之間的模式耦合，此種結(jié)構(gòu)的雙模介質(zhì)腔體諧振器便于實(shí)現(xiàn)帶寬稍寬的濾波器；

（4）十字形介質(zhì)柱體與四個邊臂所圍成的空缺方便插入調(diào)耦合調(diào)螺，實(shí)現(xiàn)簡并雙模之間的強(qiáng)耦合；