腔體濾波器及腔體雙工器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種腔體濾波器及腔體雙工器。
【背景技術(shù)】
[0002]微波通信是目前國(guó)際上常用的無(wú)線通信手段之一，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)通信等領(lǐng)域。隨著微波通信需求的增長(zhǎng)，由微波天線組成的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越密集，微波系統(tǒng)之間產(chǎn)生互相干擾的潛在風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大。因此，通信網(wǎng)絡(luò)要求使用的設(shè)備數(shù)量要盡可能的少，同時(shí)對(duì)室外收發(fā)信機(jī)小型化要求也越來(lái)越高。因?yàn)楦咭种?、低傳輸損耗的要求，腔體濾波器以及雙工器廣泛地應(yīng)用在室外收發(fā)信機(jī)內(nèi)，所使用的濾波器一般為基模腔體濾波器，其諧振腔數(shù)多且平面排列(通常要求6個(gè)或以上的諧振腔)，即使采用同軸結(jié)構(gòu)，所占用面積大，尤其是展開平面內(nèi)所占的面積大，不便于系統(tǒng)集成，成為限制系統(tǒng)小型化的主要瓶頸之一。另一方面，對(duì)于傳統(tǒng)的濾波器、雙工器而言，由于相對(duì)帶寬較窄，多個(gè)諧振腔之間必然存在的加工公差，一般都是需要通過(guò)調(diào)諧螺釘進(jìn)行調(diào)試，由此，雙工器的可靠性會(huì)受到影響，同時(shí)增加了人工調(diào)試的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種腔體濾波器及腔體雙工器，能夠減少平面占用面積，有利于系統(tǒng)的小型化，降低人工調(diào)試成本。
[0004]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采取的技術(shù)方案是:
[0005]—種腔體濾波器，包括設(shè)有第一諧振腔的第一腔殼、設(shè)有第二諧振腔的第二腔殼、連通第一諧振腔和第二諧振腔的耦合通道、封閉第一諧振腔和第二諧振腔的蓋板，第一腔殼設(shè)有與第一諧振腔連通的輸入端口，第二腔殼設(shè)有與第二諧振腔連通的輸出端口，第一腔殼設(shè)于第二腔殼上、并與第二腔殼之間存在夾角α，其中0° <α<180°，第一諧振腔、第二諧振腔其中至少一個(gè)為雙模諧振腔。
[0006]第一腔殼與第二腔殼之間存在夾角，形成折疊結(jié)構(gòu)，第一諧振腔和第二諧振腔不是在一個(gè)平面上排布，減少平面占用面積，甚至可以和機(jī)箱或者其他模塊共形，便于系統(tǒng)進(jìn)行集成，充分利用空間，有利于系統(tǒng)的小型化;且第一諧振腔、第二諧振腔其中至少一個(gè)為雙模諧振腔，與傳統(tǒng)的基模腔體濾波器相比，雙模諧振腔具有比基模諧振腔更強(qiáng)的諧振特性，且可具有的模式的更多，提供的濾波器階數(shù)是基模諧振腔的兩倍，諧振性更強(qiáng)，因此雙模濾波器可以用少于傳統(tǒng)的基模濾波器一半的腔體數(shù)量實(shí)現(xiàn)相同的傳輸性能，使該腔體濾波器的腔體數(shù)量更少，降低人工調(diào)試成本，占用面積更少，平面占用面積甚至可以減少一半以上。
[0007]下面對(duì)技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明:
[0008]進(jìn)一步的是，腔體濾波器還包括設(shè)有第三諧振腔的第三腔殼，第三諧振腔與第二諧振腔連通，第三腔殼設(shè)于第二腔殼上、并與第二腔殼之間存在夾角γ，其中0° < γ<180°。腔體濾波器設(shè)有三個(gè)諧振腔，結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單緊湊且對(duì)結(jié)構(gòu)精度要求不高，易于整體加工，無(wú)需手工調(diào)諧或者較少的調(diào)試量即可實(shí)現(xiàn)性能;通過(guò)加工精度和設(shè)計(jì)容差的保證，即可省去調(diào)諧螺釘?shù)恼{(diào)試，降低調(diào)試成本，也提高了產(chǎn)品的可靠性。
[0009]進(jìn)一步的是，第一諧振腔、第二諧振腔其中至少一個(gè)設(shè)有與其連通的非諧振副腔，蓋板還封閉非諧振副腔。非諧振副腔具有微調(diào)諧性能，且通過(guò)調(diào)整非諧振副腔的位置，形成不同的傳輸特性，以滿足帶通傳輸?shù)牟煌倪厧б种埔?，甚至可以形成不同的邊帶零點(diǎn)加載。
[0010]進(jìn)一步的是，第一諧振腔、第二諧振腔其中至少一個(gè)設(shè)有底部，底部設(shè)有金屬柱。通過(guò)調(diào)整金屬柱的數(shù)量和位置，形成所需的并聯(lián)電容加載特性，縮減諧振腔尺寸，形成額外的邊帶零點(diǎn)加載，同時(shí)將高次模的諧振頻率拉遠(yuǎn)。
[0011]進(jìn)一步的是，第一諧振腔和第二諧振腔的橫截面呈矩形、圓形或橢圓形。
[0012]本發(fā)明還提供一種腔體雙工器，包括波導(dǎo)段、兩個(gè)腔體濾波器，兩個(gè)腔體濾波器的輸入端口之間連接有波導(dǎo)段。
[0013]腔體雙工器由兩個(gè)不同的具有可折疊結(jié)構(gòu)的腔體濾波器組成，諧振腔不在一個(gè)平面上排布，減少平面占用面積，便于系統(tǒng)集成、共形，充分利用空間，有利于系統(tǒng)的小型化；與傳統(tǒng)的腔體雙工器相比，諧振腔數(shù)更少，諧振性更強(qiáng)，平面占用面積甚至可以減少一半以上。
[0014]進(jìn)一步的是，其中一個(gè)腔體濾波器的第一諧振腔和第二諧振腔配合形成高頻通道，另一個(gè)腔體濾波器的第一諧振腔和第二諧振腔配合形成低頻通道。
[0015]進(jìn)一步的是，兩個(gè)腔體濾波器的夾角α均為0°，高頻通道的橫截面呈橢圓形，低頻通道的橫截面呈圓形。
[0016]進(jìn)一步的是，波導(dǎo)段為非對(duì)稱Τ型結(jié)構(gòu)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]本發(fā)明第一腔殼與第二腔殼之間存在夾角，形成折疊結(jié)構(gòu)，第一諧振腔和第二諧振腔不是在一個(gè)平面上排布，減少平面占用面積，甚至可以和機(jī)箱或者其他模塊共形，便于系統(tǒng)進(jìn)行集成，充分利用空間，有利于系統(tǒng)的小型化;且通過(guò)同時(shí)設(shè)置第一諧振腔和第二諧振腔，與傳統(tǒng)的基模腔體濾波器相比，諧振腔數(shù)更少，諧振性更強(qiáng)，平面占用面積甚至可以減少一半以上。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例腔體濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0020]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例腔體濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0021 ]圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例第一諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例腔體濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明實(shí)施例腔體雙工器的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0024]圖6是本發(fā)明實(shí)施例腔體雙工器的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0025]圖7是本發(fā)明實(shí)施例高頻通道和低頻通道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8是本發(fā)明實(shí)施例腔體雙工器低頻通道的傳輸特性曲線示意圖；
[0027]圖9是本發(fā)明實(shí)施例腔體雙工器高頻通道的傳輸特性曲線示意圖；
[0028]圖10是基模諧振腔的場(chǎng)分布圖；
[0029]圖11是雙模諧振腔的場(chǎng)分布圖。
[0030]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0031 ] 10.第一腔殼，110.第一諧振腔，120.輸入端口，20.第二腔殼，210.第二諧振腔，220.輸出端口，230.金屬柱，240.耦合通道，30.第三腔殼,310.第三諧振腔，40.蓋板,410.上蓋板，411.輸入探針過(guò)孔，420.下蓋板，421.輸出探針過(guò)孔，430.側(cè)蓋板，50.非諧振副腔，60.耦合窗口，70.波導(dǎo)段，810.高頻通道，820.低頻通道，910.第一耦合傳輸窗，920.第二耦合傳輸窗。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0033]如圖1至圖3所示，一種腔體濾波器，包括設(shè)有第一諧振腔110的第一腔殼10、設(shè)有第二諧振腔210的第二腔殼20、連通第一諧振腔110和第二諧振腔210的耦合通道240、封閉第一諧振腔110和第二諧振腔210的蓋板40，第一腔殼10設(shè)有與第一諧振腔110連通的輸入端口 120，第二腔殼20設(shè)有與第二諧振腔210連通的輸出端口 220，第一腔殼10設(shè)于第二腔殼20上、并與第二腔殼20之間存在夾角α，其中α = 0°，第一諧振腔、第二諧振腔其中至少一個(gè)為雙模諧振腔。
[0034]第一腔殼10與第二腔殼20疊設(shè)在一起，第一諧振腔110和第二諧振腔210上下重疊在一起，第一諧振腔110和第二諧振腔210不在一個(gè)平面上排布，平面占用面積減少一半以上，甚至可以和機(jī)箱或者其他模塊共形，便于系統(tǒng)進(jìn)行集成，充分利用空間，有利于系統(tǒng)的小型化，將傳統(tǒng)腔體濾波器在平面?zhèn)鬏數(shù)碾姶艌?chǎng)轉(zhuǎn)為上下層的傳輸，傳輸?shù)穆窂阶兌蹋瑐鬏斔p也進(jìn)一步減小;且第一諧振腔、第二諧振腔其中至少一個(gè)為雙模諧振腔，與傳統(tǒng)的基模腔體濾波器相比，如圖10和圖11所示，基模諧振腔的模式為TE1Q1模，雙模諧振腔內(nèi)除了具有基模外，還分別存在二次模TEn^/TEmJMno等模式，正是利用這些二次模具有的更高的Q值，雙模諧振腔具有比基模諧振腔更強(qiáng)的諧振特性，且可具有的模式的更多，提供的濾波器階數(shù)是基模諧振腔的兩倍，諧振性更強(qiáng)，因此雙模濾波器可以用少于傳統(tǒng)的基模濾波器一半的腔體數(shù)量實(shí)現(xiàn)相同的傳輸性能，使該腔體濾波器的腔體數(shù)量更少，降低人工調(diào)試成本，占用面積更少，平面占用面積甚至可以減少一半以上。
[0035]在本實(shí)施例中，第一諧振腔110和第二諧振腔210均為雙模諧振腔，第一諧振腔110和第二諧振腔210均呈圓形，第一腔殼10和第二腔殼20為一體成型結(jié)構(gòu)，該雙腔濾波器的邊帶抑制可以達(dá)到65dB以上。該腔體濾波器還可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置其中一個(gè)諧振腔為雙模諧振腔即可，第一諧振腔110和第二諧振腔210還可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置為矩形等其他形狀。
[0036]如圖1至圖3所示，第一諧振腔110和第二諧振腔210均設(shè)有與其連通的非諧振副腔50，第一諧振腔110和第二諧振腔210均通過(guò)耦合窗口 60與非諧振副腔50連接。通過(guò)全波仿真軟件如HFSS、CST仿真設(shè)計(jì)或者模式匹配法設(shè)計(jì)非諧振副腔50與耦合窗口 60的尺寸，并通過(guò)設(shè)計(jì)輸入端口 120、輸出端口