[發(fā)明專利]一種介質腔體雙通帶濾波器

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• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN107017454A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 劉云;蔣帥
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01P1/207
• 分類號: H01P1/207
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及介質腔體雙通帶濾波器領域。

背景技術

隨著各種通信標準的不斷涌現，多頻多模的射頻前端成為一個發(fā)展趨勢，而為了構建這些射頻前端，需要使用雙通帶或者多通帶濾波器。

當前已發(fā)表的雙通帶濾波器設計方案大概有以下幾種：第一種方案是使用兩個單通帶濾波器并聯，每個濾波器產生一個通帶，從而獲得兩個通帶；第二種方案是使用寬帶帶通濾波器和帶阻濾波器串聯，利用帶阻濾波器的阻帶割裂帶通濾波器的通帶，一分為二，獲得兩個通帶；第三種方案是使用在帶通濾波器中嵌入帶阻諧振器單元，使得通帶分裂成兩個；第四種方案是雙模諧振器方案，利用高介電常數的兩個諧振模式分別實現一個通帶。幾種方案中，基于雙模諧振器的方案具有更高的電路效率，但是常常不能夠自由控制各個通帶的帶寬。

從實現形式來說，目前雙通帶濾波器很多方案是平面電路形式，比如微帶形式或基片集成波導形式，但是諧振器Q值較低，導致濾波器損耗較大。雖有少數同軸腔體雙通帶濾波器方案，但諧振器Q在移動通信頻段往往限制在三、四千以下；而波導雙通帶濾波器由于體積原因，不適用于移動通信頻段(L波段和S波段)。

為了更進一步提高諧振器Q值，降低雙通帶濾波器的損耗，本發(fā)明使用加載高介電常數柱形介質的腔體諧振器的三個模式(TE_01δ模式和兩個簡并的HEH₁₁模式)實現了雙通帶濾波器，每個諧振模式的Q值能達到一萬以上。一腔三模、體積復用的方案獲得了較小的濾波器體積。

發(fā)明內容

本發(fā)明利用介質腔體諧振器實現雙通帶濾波器。其中介質腔體諧振器為加載了高介電常數圓柱形介質的腔體諧振器。使用其TE_01δ單模諧振模式和HEH₁₁簡并雙模諧振模式分別實現一個通帶，這些諧振模式具有較高的Q值，可以獲得較低的通帶損耗。

為此，在輸入/輸出同軸端口通過樹杈形金屬探針結構實現與第一個和最后一個介質諧振腔的耦合，其中樹杈形金屬探針結構包括直導體部分和圓弧導體部分，同時實現端口與相鄰諧振器的TE_01δ模式和一個HEH₁₁模式的耦合。

在相鄰兩腔體之間的導體腔壁的邊緣和中間分別開窗口，并施加兩個金屬探針，實現兩腔的TE_01δ模式之間以及HEH₁₁模式之間的耦合。

在每個腔體的對角線上，從蓋板上實施金屬調螺，實現腔內兩個簡并HEH₁₁模式之間的耦合。

在每個腔內實施金屬調螺或金屬盤，實現對三個模式的頻率調諧。

該介質腔體雙通帶濾波器每個腔有三個模式用于實現兩個通帶，體積使用效率高，體積較小，同時具有損耗低、功率容量大等優(yōu)點。

技術效果：

1.本發(fā)明所述的介質腔體雙通帶介質濾波器利用每個腔體的TE_01δ諧振模式和兩個HEH₁₁簡并諧振模式來兩個通帶，體積復用，具有較高的體積使用效率和較小的體積。

2.相比于微帶形式、基片集成波導形式的的雙通帶濾波器，本發(fā)明所述的介質腔體雙通帶濾波器具有損耗低、功率容量大、溫度穩(wěn)定度高的優(yōu)勢，特別適用于基站射頻前端。

附圖說明：

圖1加載了高介電常數圓柱形介質的腔體諧振器(介質腔體諧振器)

圖2介質腔體諧振器的TE_01δ模式和兩個簡并的HEH₁₁模式的電場圖

圖3具有兩個腔的介質腔體雙通帶濾波器的結構

圖4具有兩個腔的介質腔體雙通帶濾波器的模式耦合示意圖

圖5具有兩個腔的介質腔體雙通帶濾波器的等效電路拓撲結構

圖6具有兩個腔的介質腔體雙通帶濾波器的實測S參數曲線

具體實施方式

如圖1為加載高介電常數圓柱形介質的介質腔體諧振器。其中，在方形金屬空腔中加載高介電常數柱形介質，該介質由一個低介電常數圓柱形介質支撐。