[發明專利]一種介質波導耦合結構及多階介質波導濾波器

在審

• 申請號: 201710279360.3
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN106910969A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 郭曉宏;李松;陳萄;王國光
• 申請（專利權）人: 四川省韜光通信有限公司
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙)51224
• 代理人: 李崧巖

技術領域

本發明涉及射頻濾波器件領域，具體地，涉及一種新型的介質波導耦合結構及多階介質波導濾波器。

背景技術

濾波器是一種選頻器件，可以使信號中特定頻段的頻率成分通過，而極大地衰減其它頻率成分。波導濾波器是通信系統中常用濾波器的一種，傳統的波導濾波器為金屬腔體結構，中間為空氣，金屬材料在邊緣起到電磁屏蔽和結構支撐的作用。采用此種方式的濾波器有較高的品質因數Q值，但是卻存在體積及重量較大，不利于安裝和運輸的問題。隨著通信系統的發展，要求濾波器具有低插損、高抑制、承受功率大、低成本和小型化等特點，由此又提出了介質波導濾波器的結構：即用高介電常數的介質材料替代空氣部分，并起到傳導電磁波和結構支撐作用，同時在介質塊表面被銀層，以起電磁屏蔽作用，可以顯著減小濾波器的體積和成本。

對于多階介質波導濾波器，一般采用具有一定長度的耦合橋來連接在波導主通道上相鄰的兩介質波導單體。如圖1所示的一種五階直線型介質波導濾波器，包含有五個介質波導單體1和四個位于相鄰介質波導單體1間的耦合橋3。這種濾波器的現有生產技術是：先將整個條形介質塊在長度方向上銑削出多處凹槽，使未銑削的介質部分構成介質波導單體1，使銑削凹槽留下的介質部分構成連接相鄰兩介質波導單體1的耦合橋3，最后在成型的介質體外表面附著金屬屏蔽層，并通過調整所述耦合橋3的尺寸(包括長度和橫截面積大小)來調節相鄰兩介質波導單體1間的耦合量。由于需要銑削出凹槽結構，這就導致凹槽必然有一定寬度(該寬度即等于耦合橋3的長度)，使耦合橋3的長度必受制于銑削刀具的尺寸，難以調節到理想的耦合量，同時還會使多階介質波導濾波器的體積也較大。此外，現有的銑削加工只能從介質塊外部朝內加工，難以在介質塊內部進行加工。

發明內容

針對前述現有多階介質波導濾波器的耦合橋存在長度/耦合量受限于銑削刀具尺寸的問題，以及多階濾波器體積較大的問題，本發明提供了一種新型的介質波導耦合結構及多階介質波導濾波器。

本發明采用的技術方案,一方面提供了一種介質波導耦合結構，包括相連的兩個介質波導單體；在兩介質波導單體的外表面和連接面分別附有金屬屏蔽層，同時在兩連接面的中心區域分別設有平面形狀和大小均相同的第一金屬屏蔽層缺失孔；兩連接面的金屬屏蔽層通過拼接形成連接兩介質波導單體的耦合橋，并使兩第一金屬屏蔽層缺失孔對準，拼接成貫通所述耦合橋的空腔。

優化的，兩連接面的金屬屏蔽層通過邊緣焊接方式拼接成所述耦合橋。

優化的，所述第一金屬屏蔽層缺失孔的平面形狀呈圓形、正多邊形、矩形、十字交叉形狀或“X”交叉形狀。

優化的，所述金屬屏蔽層為被銀層或被金層。

優化的，所述金屬屏蔽層的厚度大于20um。

優化的，所述介質波導單體為由陶瓷介質材料制成的方形實心體或者圓柱形實心體。

本發明采用的技術方案,另一方面提供了一種多階介質波導濾波器，包括第一波導接頭、第二波導接頭和多個依次串聯形成波導主通道的介質波導單體，其中，所述第一波導接頭和所述第二波導接頭分別連接位于所述波導主通道兩端的介質波導單體；在所述波導主通道上相鄰的兩介質波導單體采用前述的介質波導耦合結構相連。

優化的，在處于所述波導主通道端部的介質波導單體的外表面設有第二金屬屏蔽層缺失孔；所述第一波導接頭或所述第二波導接頭在穿過所述第二金屬屏蔽層缺失孔后插接對應的介質波導單體，并使所述第二金屬屏蔽層缺失孔與對應的波導接頭過盈配合。

優化的，存在至少一對在所述波導主通道上非相鄰的且外表面相互抵靠的兩介質波導單體。

優化的，所述波導主通道為直線型通道、“Z”字型通道或“U”字型通道。

綜上，采用本發明所提供的一種介質波導耦合結構及多階介質波導濾波器，具有如下技術效果：(1)可通過拼接方式形成連接兩介質波導單體的且具有貫通空腔的耦合橋，由此無需應用銑削刀具進行加工，使該介質波導耦合結構的耦合橋長度/耦合量不再受限于銑削刀具的尺寸，即可通過調整在連接面上金屬屏蔽層的厚度和/或金屬屏蔽層缺失孔的平面形狀等來對調節兩介質波導單體之間的耦合量，實現精確耦合的目的；(2)可有效縮短耦合橋的長度，減小多階介質波導濾波器的體積，利于產品的小型化設計；(3)只需通過區域化的被銀工藝和邊緣焊接工藝，既可形成該介質波導耦合結構，大幅度簡化加工流程和降低加工難度，便于生產，減少成本；(4)通過采用這種介質波導耦合結構，可以很方便的實現諸如多階介質波導濾波器等復雜型射頻器件的積木式組合結構，使射頻器件立體化，進一步縮小器件體積，同時杜絕出現電磁串擾的問題。