三模介質(zhì)腔體濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了三模介質(zhì)腔體濾波器，屬于介質(zhì)濾波器的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前無(wú)線(xiàn)通訊發(fā)展迅猛。在4G時(shí)代，多種標(biāo)準(zhǔn)通信標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)同時(shí)并存，相互競(jìng)爭(zhēng)將是較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的市場(chǎng)格局。加之其它各種無(wú)線(xiàn)應(yīng)用，包括無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、導(dǎo)航、藍(lán)牙等技術(shù)的迅速發(fā)展，目前無(wú)線(xiàn)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(lái)5G移動(dòng)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。
[0003]基于高介電陶瓷材料的介質(zhì)腔體諧振器可以將場(chǎng)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1匕15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(jiǎn)并雙模HEH11諧振模式設(shè)計(jì)雙模濾波器，每個(gè)諧振器內(nèi)有兩個(gè)諧振模式，體積的使用效率倍增，大大減小了體積。
[0004]此后，學(xué)者們發(fā)展了多種雙模介質(zhì)濾波器，這種諧振器從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分，可分為柱形、十字型、A型和Y型等等，所使用的諧振模式、諧振器體積和Q值也各不相同。此外還有一些三模和四模介質(zhì)濾波器的技術(shù)報(bào)道，進(jìn)一步的減小了濾波器的體積。已有的三模介質(zhì)濾波器，選用Q值較小的模式組成混合三模使得濾波器損耗相對(duì)較高；此外，傳統(tǒng)的單模濾波器需要三個(gè)諧振腔以實(shí)現(xiàn)三種模態(tài)的混合，給減小濾波器體積帶來(lái)了弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述【背景技術(shù)】的不足，提供了三模介質(zhì)腔體濾波器，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)柱形介質(zhì)諧振器的改進(jìn)得到了單腔即可實(shí)現(xiàn)三模濾波的的諧振器結(jié)構(gòu)，諧振器選用Q值較高的兩個(gè)簡(jiǎn)并模式HEH11模式(HEH 11±和HEH11/y )和一個(gè)TEqi δ模式實(shí)現(xiàn)三?；旌?，解決了現(xiàn)有三模介質(zhì)腔體濾波器選用其它模式實(shí)現(xiàn)三?；旌洗嬖谕ǖ罁p耗較大、三個(gè)諧振腔實(shí)現(xiàn)三階濾波限制了濾波器體積小型化發(fā)展的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]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:
三模介質(zhì)腔體濾波器，包含:單個(gè)諧振腔即可實(shí)現(xiàn)ΤΕΜδ模式、兩種簡(jiǎn)并HEH11模式的三模介質(zhì)諧振器，以及輸入端、輸出端、耦合電路；其中，輸入端通過(guò)金屬探針與一種簡(jiǎn)并冊(cè)仏模式耦合，輸出端通過(guò)金屬探針與另一種簡(jiǎn)并HEH ^莫式耦合；
三模介質(zhì)諧波器包括:金屬諧振腔、加載于金屬諧振腔中心的支撐介質(zhì)圓柱、放置在支撐介質(zhì)圓柱上的高介電常數(shù)介質(zhì)圓柱，在高介電常數(shù)介質(zhì)圓柱45°、135°、225°、315°的四個(gè)徑向方向上有開(kāi)槽，通過(guò)調(diào)節(jié)高介電常數(shù)介質(zhì)圓柱的直徑、高度、開(kāi)槽長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整TEqi5模式和兩種簡(jiǎn)并HEH11模式的頻率以實(shí)現(xiàn)混合三模諧振；
耦合電路包括:實(shí)現(xiàn)HEH11I模式與TEqis模式耦合的第一鐮刀形金屬導(dǎo)帶耦合電路、實(shí)現(xiàn)HEH11〃模式與TEm δ模式耦合的第二鐮刀形金屬導(dǎo)帶耦合電路，第一、第二鐮刀形金屬導(dǎo)帶耦合電路均置于PCB板上，PCB板置于高介電常數(shù)介質(zhì)圓柱的上表面，第一鐮刀形金屬導(dǎo)帶親合電路的直臂部分與HEH11I模式的電場(chǎng)極化方向一致，第二鐮刀形金屬導(dǎo)帶耦合電路的直臂部分與HEH11〃模式的電場(chǎng)極化方向一致，兩鐮刀形金屬導(dǎo)帶耦合電路的彎臂部分均與TEm δ模式的電場(chǎng)方向一致。
[0007]作為所述三模介質(zhì)腔體濾波器的進(jìn)一步優(yōu)化方案，高介電常數(shù)介質(zhì)圓柱45°、135°、225°、315°四個(gè)徑向方向上開(kāi)槽的深度和長(zhǎng)度相同。
[0008]進(jìn)一步的，所述三模介質(zhì)腔體濾波器中，金屬諧振腔上方蓋板旋入有用于了匕15模式調(diào)諧的調(diào)螺以及用于簡(jiǎn)并HEH11模式調(diào)諧的調(diào)螺。
[0009]再進(jìn)一步的，所述三模介質(zhì)腔體濾波器中，金屬諧振腔上方蓋板在對(duì)應(yīng)于高介電常數(shù)介質(zhì)圓柱體開(kāi)槽對(duì)角線(xiàn)的位置上還旋入有引入交叉耦合的調(diào)螺。
[0010]多腔體結(jié)構(gòu)的三模介質(zhì)濾波器，包含多個(gè)所述三模介質(zhì)諧振器，相鄰兩個(gè)三模介質(zhì)諧振器通過(guò)設(shè)置諧振腔腔體窗口之間的金屬探針級(jí)聯(lián)。
[0011]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果:
(1)單腔結(jié)構(gòu)的三模諧振器，在現(xiàn)有的圓柱介質(zhì)諧波器上對(duì)高介電常數(shù)的介質(zhì)圓柱進(jìn)行45°、135°、225°、315°的四個(gè)徑向方向的開(kāi)槽，再通過(guò)調(diào)節(jié)高介電常數(shù)介質(zhì)圓柱的直徑、高度、開(kāi)槽長(zhǎng)度以調(diào)整TEqij^式和兩種簡(jiǎn)并HEH1^式的頻率相近，實(shí)現(xiàn)了混合三模諧振，將高Q值的TEqi δ模式和兩種簡(jiǎn)并HEH ^莫式混合諧振用于三模濾波器可產(chǎn)生較低的通帶損耗；
(2)利用一個(gè)諧振腔的體積實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)單模濾波器三個(gè)諧振腔的功能，有效減小了濾波器的體積。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1 (a)、圖1 (b)是單腔結(jié)構(gòu)的三模介質(zhì)腔體諧振器的側(cè)視圖、俯視圖；
圖2是三模介質(zhì)腔體諧振器的三種模式電場(chǎng)極化特性示意圖；
圖3 (a)、圖3 (b)、圖3 (c)分別是三模介質(zhì)腔體諧振器的HEH11I模式、HEH11〃模式、TEtnii模式的電場(chǎng)分布圖；
圖4是三模介質(zhì)腔體諧振器TEqis模式與HEH &和ΗΕΗη〃模式之間的耦合電路；
圖5 (a)、圖5 (b)是包含單腔結(jié)構(gòu)的三模濾波器(三階)的側(cè)視圖、俯視圖；
圖6是包含單腔結(jié)構(gòu)的三模濾波器的等效電路拓?fù)鋱D；
圖7 (a)、圖7 (b)是包含兩個(gè)腔的三模濾波器(六階)的側(cè)視圖、俯視圖；
圖8是包含兩個(gè)腔的三模濾波器(六階)的等效電路拓?fù)鋱D；
圖9是包含單腔結(jié)構(gòu)的三模濾波器的S參數(shù)仿真曲線(xiàn)。
[0013]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0015]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱(chēng)元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無(wú)線(xiàn)連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任一單元和全部組合。
[0016]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。
[0017]為便于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個(gè)具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明，且各個(gè)實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。
[0018]具體實(shí)施例一
三模介質(zhì)腔體濾波器，包含:如圖1 (a)、圖1 (b)所示的單腔結(jié)構(gòu)的三模介質(zhì)腔體諧振器、輸入端、輸出端以及耦合電路。單腔結(jié)構(gòu)的三模介質(zhì)腔體諧振器包括:金屬諧振腔、加載于金屬諧振腔中心的支撐介質(zhì)圓柱、放置在支撐介質(zhì)圓柱上的高介電常數(shù)介質(zhì)圓柱，在高介電常數(shù)介質(zhì)圓柱45°、135°、225°、315°的四個(gè)徑向方向上有開(kāi)槽，四個(gè)方向開(kāi)槽的深度和長(zhǎng)度相同，通過(guò)調(diào)節(jié)高介電常數(shù)介質(zhì)圓柱的直徑、高度、開(kāi)槽長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整ΤΕΜδ模式和兩種簡(jiǎn)并HEH11模式(HEH ni模式和HEH11〃模式)，使三個(gè)模式的諧振頻率相同，達(dá)到需要的頻率，從而實(shí)現(xiàn)混合三模諧振。該三模介質(zhì)腔體諧振器的模式電場(chǎng)極化如圖2所示，HEH11I和ΗΕΗη〃這兩種簡(jiǎn)并模式的電場(chǎng)極化方向相互垂直，TEtn 5模式的電場(chǎng)為旋轉(zhuǎn)極化，三種模式兩兩正交。HEH11I模式、HEH11〃模式、TEqis模式的電場(chǎng)由軟件H