[發明專利]一種耦合結構介質諧振器濾波器

有效

• 申請號: 201810073932.7
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108390137B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 吳邊;夏磊;樊熾;王躍霖;陳建忠
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01P1/208
• 分類號: H01P1/208
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

本發明提出了一種耦合結構介質諧振器濾波器，主要解決介質諧振器濾波器不能同時實現結構小型化和提高通帶選擇性的問題。其包括矩形波導外腔，y軸向放置第一介質諧振器，z軸向放置第二介質諧振器，x軸向放置第三介質諧振器，環形饋線，射頻接頭。三個介質諧振器中心對稱且結構尺寸相同，其中第一和第三介質諧振器的幾何中心位于矩形波導傳輸方向的軸線上，第二介質諧振器幾何中心偏移矩形波導傳輸方向的軸線，偏移點位于x軸和y軸的角平分線上，通過調整偏移量的大小及偏移方向實現諧振器之間的直接耦合與交叉耦合大小可控，從而達到控制濾波器帶寬與傳輸零點位置的目的，并實現濾波器結構的小型化。

技術領域

本發明屬于微波技術領域，涉及一種介質諧振器濾波器，具體涉及一種耦合結構介質諧振器濾波器，可用于無線通信系統射頻前端。

背景技術

隨著無線通信的快速發展，頻譜資源變得非常緊張，因此對微波濾波器性能提出了更高的要求。高選擇性，低插損，高功率容量，質量輕，熱穩定性好等特性微波濾波器開始廣泛受到關注。介質諧振器由于其選取介電常數高，高品質因數且熱穩定系數高的陶瓷介質材料，并使用TE_01δ模或更高階的HE₁₁模等諧振模式廣泛應用于微波濾波器的設計。同時由于介質諧振器微波電路的元件尺寸相匹配，可廣泛地應用在混合微波電路中，而空腔諧振器是難以實現的。介質諧振器有不同的形狀，能夠激發不同模式的電磁波，具有平面布局排列的TE_01δ模圓柱形介質諧振器有許多優點，廣泛的應用于移動通信系統的基站中。通常在TE_01δ模介質濾波器中，多采用直接級聯耦合形式實現濾波器的設計，為了實現帶外高選擇性通常采用多級級聯勢必會增加整體濾波器的體積，為了既提高帶外選擇性又不增加體積，需要引入交叉耦合結構。交叉耦合是濾波器的非相鄰諧振腔之間形成耦合從而在其通帶外實現有限傳輸零點的一種方式，這種方式使得濾波器在不增加級數的情況下能提高指標，用更少的諧振器數目實現相同的指標，從而滿足現代通信終端的小型化需求。同時，合理調整濾波器帶外傳輸零點的位置，不僅可以提高帶外抑制，還可以改善通帶內的群時延特性。因此，交叉耦合濾波器受到國內外眾多學者越來越高的重視，其綜合設計、實現技術及調試方法成了當前濾波器研究的熱點。但由于傳統的帶有交叉耦合結構介質濾波器較復雜且仍會增加一定的尺寸和加工難度，因此帶有交叉耦合直線型結構的介質諧振器濾波器開始受到廣泛關注。

例如，2012年，Simone Bastioli等人在IEEE Transactions on MicrowaveTheory and Techniques期刊(vol.60,NO.12,pp.3988-4001,2012)上發表了“InlinePseudoelliptic TE_01δ-Mode Dielectric Resonator Filters Using MultipleEvanescent Modes to Selectively Bypass Orthogonal Resonators”，提出了一種在矩形波導結構中正交放置三個圓柱體介質諧振器，采用環形饋線結構實現外部耦合，通過在波導棱上加載傾斜45°金屬桿或不對稱金屬膜片產生兩個正交的消逝模式之間的耦合，從而實現相鄰正交介質諧振器之間的耦合，構成級聯三級諧振器之間的交叉耦合結構，達到設計準橢圓函數濾波器的目的，然而由于引入了金屬桿和不對稱金屬膜片勢必會帶來濾波器結構尺寸過大，不能實現濾波器的小型化。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種耦合結構介質諧振器濾波器，實現濾波器結構的小型化。

本發明的技術思路是：采用三個正交的中心對稱介質諧振器順次固定在矩形波導中，y軸向放置第一介質諧振器，z軸向放置第二介質諧振器，x軸向放置第三介質諧振器，第一介質諧振器和第三介質諧振器幾何中心均位于波導傳輸方向軸線上，第二介質諧振器幾何中心位于x軸和y軸的角平分線上，僅通過調整偏移點到波導傳輸方向軸線的距離，即可改變相鄰諧振器之間的直接耦合與非相鄰諧振器之間的交叉耦合大小，靈活控制濾波器帶寬及帶外傳輸零點的位置。