[發(fā)明專利]一種四模介質(zhì)帶通濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710022754.0
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106654476B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 褚慶昕;李程炎
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

本發(fā)明公開了一種四模介質(zhì)帶通濾波器，包括外部腔體以及四個在中心處進行開孔的圓柱形介質(zhì)塊、四個用于控制頻率的調(diào)諧螺釘，位于濾波器中心處用于控制頻率的短接金屬柱、兩個控制耦合的金屬環(huán)形結(jié)構(gòu)以及輸入輸出端口耦合結(jié)構(gòu)。所述控制頻率的調(diào)諧螺釘位于圓柱形介質(zhì)塊中心的通孔內(nèi)，所述控制頻率的短接金屬柱位于濾波器的中心處；通過改變控制頻率的調(diào)諧螺釘?shù)某叽缈梢钥刂茷V波器的諧振頻率，通過改變控制頻率的短接金屬柱的尺寸可以控制濾波器的諧振頻率，通過改變介質(zhì)塊到濾波器的中心處距離可以控制濾波器的諧振頻率，通過改變控制耦合的金屬耦合環(huán)的尺寸可以控制濾波器的耦合強度。本發(fā)明具有體積小，Q值高和易加工等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及介質(zhì)濾波器的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用調(diào)諧螺釘、短接金屬柱結(jié)構(gòu)控制諧振頻率以及采用金屬耦合環(huán)結(jié)構(gòu)控制耦合的新型四模介質(zhì)濾帶通波器。

背景技術(shù)

隨著無線通信系統(tǒng)的高速發(fā)展，現(xiàn)代社會已經(jīng)進入了一個信息高速傳播的時代，時刻可見信息在我們的身邊進行傳遞，無線通信已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域，比如移動通信、雷達導(dǎo)航和電子對抗。微波濾波器在無線通信系統(tǒng)有著不可替代的重要作用，在無線通信的過程中對進行通信的頻率起著選擇作用，即抑制不需要的頻率，使其不能通過，同時讓有用的頻率通過，其性能的好壞往往對整個無線通信系統(tǒng)的性能有直接的影響。

近幾十年來，信息產(chǎn)業(yè)和無線通信系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展，分配到各類通信系統(tǒng)中的頻率間隔越來越密，這就對微波濾波器的設(shè)計提出了更高的要求，不僅要求微波濾波器的插入損耗小、功率容量大和帶外抑制高等，還希望濾波器的體積小和重量輕，以便于微波濾波器在無線通信系統(tǒng)進行集成和小型化，而采用高介電常數(shù)的介質(zhì)材料和多模技術(shù)設(shè)計的多模介質(zhì)濾波器正好滿足無線通信系統(tǒng)發(fā)展的需求，發(fā)展突飛猛進，被廣泛應(yīng)用于無線基站和航天航空等領(lǐng)域。

2011年,Luca Pelliccia和Fabrizio Cacciamani等人在Microwave ConferenceProceedings(APMC)上發(fā)表題為“Ultra-compact pseudoelliptic waveguide filtersusing TM dual-mode dielectric resonators”的文章。作者利用使用了TM模的介質(zhì)諧振器，實現(xiàn)了雙腔四階雙模介質(zhì)濾波器。該濾波器的腔內(nèi)耦合是通過對外部金屬腔進行切角實現(xiàn)的，通過控制金屬腔切角的大小，可以實現(xiàn)對腔內(nèi)耦合強度的控制，該濾波器的腔間耦合是通過在兩個腔體磁場強度最強的位置開槽實現(xiàn)的。

2012年S.Yakuno和T.Ishizaki在Microwaves Conference Proceedings上發(fā)表題為“Novel Cavity-Type Multi-Mode Filter using TEM-mode and TE-mode”的文章。濾波器模型包括一個圓柱型的金屬外腔、兩個一端短路一端開路的圓柱形介質(zhì)諧振器和若干調(diào)諧機構(gòu)。外部的金屬圓柱腔工作在半波長諧振器狀態(tài)，存在兩個電場相互垂直的簡并模式TE11模，而兩個圓柱型介質(zhì)諧振器相當于準同軸諧振器，工作在四分之一波長奇偶模狀態(tài)，諧振在TEM模式，TE11模式和TEM模式的耦合控制是通過調(diào)諧螺釘實現(xiàn)，此外，TE11模式和TEM模式的頻率控制也是通過螺釘實現(xiàn)。

2009年，M.Memarian和R.R.Mansour在IEEE Trans.Microwave.Theory Tech上發(fā)表題為“Quad-Mode and Dual-Mode Dielectric Resonator Filters”的文章。作者通過圓柱介質(zhì)諧振器的HEE₁₁簡并模式和HEH₁₁簡并模式實現(xiàn)了四模介質(zhì)濾波器。作者首先通過調(diào)節(jié)介質(zhì)諧振器的尺寸比將HEE₁₁簡并模式和HEH₁₁簡并模式的諧振頻率調(diào)在一起，然后通過調(diào)節(jié)螺釘來實現(xiàn)對腔內(nèi)耦合耦合強度和頻率的控制，垂直的螺釘主要調(diào)節(jié)HEE₁₁簡并模式的頻率和耦合，水平的螺釘主要調(diào)節(jié)HEH₁₁簡并模式的頻率和耦合。

發(fā)明內(nèi)容