一种四模介质带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种四模介质带通滤波器，包括外部腔体以及四个在中心处进行开孔的圆柱形介质块、四个用于控制频率的调谐螺钉，位于滤波器中心处用于控制频率的短接金属柱、两个控制耦合的金属环形结构以及输入输出端口耦合结构。所述控制频率的调谐螺钉位于圆柱形介质块中心的通孔内，所述控制频率的短接金属柱位于滤波器的中心处；通过改变控制频率的调谐螺钉的尺寸可以控制滤波器的谐振频率，通过改变控制频率的短接金属柱的尺寸可以控制滤波器的谐振频率，通过改变介质块到滤波器的中心处距离可以控制滤波器的谐振频率，通过改变控制耦合的金属耦合环的尺寸可以控制滤波器的耦合强度。本发明专利技术具有体积小，Q值高和易加工等优点。

A novel four mode dielectric bandpass filter

The present invention discloses a new four mode dielectric bandpass filter, including external cavity and four in the center hole of the cylindrical dielectric block, four for the control of frequency tuning screw, located at the center of the filter is used to control the frequency of the metal ring structure short metal column, two control input and output coupling port coupling structure. Through the control of frequency tuning screw hole located in the center of the cylindrical dielectric block, the control frequency of the short column is located in the center of the metal filter; filter can control the resonance frequency by changing the control frequency of the tuning screw size, the resonant frequency of the control filter can be controlled by changing the frequency of the short circuit metal column size the resonant frequency by changing the dielectric block to the distance at the center of the filter can control the filter, the coupling strength control filter can change the control by metal coupling ring coupled to the size of the. The invention has the advantages of small volume, high Q value and easy processing.

【技术实现步骤摘要】
一种新型四模介质带通滤波器
本专利技术涉及介质滤波器的
，具体涉及一种采用调谐螺钉、短接金属柱结构控制谐振频率以及采用金属耦合环结构控制耦合的新型四模介质滤带通波器。
技术介绍
随着无线通信系统的高速发展，现代社会已经进入了一个信息高速传播的时代，时刻可见信息在我们的身边进行传递，无线通信已经被广泛应用于社会生活的各个领域，比如移动通信、雷达导航和电子对抗。微波滤波器在无线通信系统有着不可替代的重要作用，在无线通信的过程中对进行通信的频率起着选择作用，即抑制不需要的频率，使其不能通过，同时让有用的频率通过，其性能的好坏往往对整个无线通信系统的性能有直接的影响。近几十年来，信息产业和无线通信系统得到了快速的发展，分配到各类通信系统中的频率间隔越来越密，这就对微波滤波器的设计提出了更高的要求，不仅要求微波滤波器的插入损耗小、功率容量大和带外抑制高等，还希望滤波器的体积小和重量轻，以便于微波滤波器在无线通信系统进行集成和小型化，而采用高介电常数的介质材料和多模技术设计的多模介质滤波器正好满足无线通信系统发展的需求，发展突飞猛进，被广泛应用于无线基站和航天航空等领域。2011年,LucaPelliccia和FabrizioCacciamani等人在MicrowaveConferenceProceedings(APMC)上发表题为“Ultra-compactpseudoellipticwaveguidefiltersusingTMdual-modedielectricresonators”的文章。作者利用使用了TM模的介质谐振器，实现了双腔四阶双模介质滤波器。该滤波器的腔内耦合是通过对外部金属腔进行切角实现的，通过控制金属腔切角的大小，可以实现对腔内耦合强度的控制，该滤波器的腔间耦合是通过在两个腔体磁场强度最强的位置开槽实现的。2012年S.Yakuno和T.Ishizaki在MicrowavesConferenceProceedings上发表题为“NovelCavity-TypeMulti-ModeFilterusingTEM-modeandTE-mode”的文章。滤波器模型包括一个圆柱型的金属外腔、两个一端短路一端开路的圆柱形介质谐振器和若干调谐机构。外部的金属圆柱腔工作在半波长谐振器状态，存在两个电场相互垂直的简并模式TE11模，而两个圆柱型介质谐振器相当于准同轴谐振器，工作在四分之一波长奇偶模状态，谐振在TEM模式，TE11模式和TEM模式的耦合控制是通过调谐螺钉实现，此外，TE11模式和TEM模式的频率控制也是通过螺钉实现。2009年，M.Memarian和R.R.Mansour在IEEETrans.Microwave.TheoryTech上发表题为“Quad-ModeandDual-ModeDielectricResonatorFilters”的文章。作者通过圆柱介质谐振器的HEE11简并模式和HEH11简并模式实现了四模介质滤波器。作者首先通过调节介质谐振器的尺寸比将HEE11简并模式和HEH11简并模式的谐振频率调在一起，然后通过调节螺钉来实现对腔内耦合耦合强度和频率的控制，垂直的螺钉主要调节HEE11简并模式的频率和耦合，水平的螺钉主要调节HEH11简并模式的频率和耦合。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种采用调谐螺钉和短接金属柱结构控制频率的四模介质滤波器，同时采用金属耦合环结构实现了对四模介质滤波器谐振模式耦合的控制，性能良好，便于加工。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种新型四模介质带通滤波器，所述四模介质带通滤波器包括外部腔体1、用于信号输入或者输出的第一输入输出端口2和第二输入输出端口3，所述第一输入输出端口2和所述第二输入输出端口3均开设在所述外部腔体1上；所述外部腔体1内的中心处设置有金属柱8，所述外部腔体1内还设置有第一介质块4、第二介质块5、第三介质块6和第四介质块7，各个介质块分别位于所述金属柱8的四周，所述金属柱8以及各个介质块均与所述外部腔体1上、下表面短接；所述第一介质块4、所述第二介质块5、所述第三介质块6和所述第四介质块7的中心处均开设有圆形通孔；所述外部腔体1上表面设置有第一调谐螺钉9、第二调谐螺钉10、第三调谐螺钉11以及第四调谐螺钉12，并且分别位于所述第一介质块4、所述第二介质块5、所述第三介质块6和所述第四介质块7中心处的圆形通孔内；所述外部腔体1内还设置有U型的第一金属耦合环13和第二金属耦合环14，分别位于所述金属柱8的两侧，所述第一金属耦合环13和所述第二金属耦合环14的开口方向朝向所述外部腔体1的上表面。进一步地，所述第一调谐螺钉9、所述第二调谐螺钉10，所述第三调谐螺钉11以及所述第四调谐螺钉12用于控制所述四模介质滤波器的谐振频率。进一步地，所述四模介质滤波器的谐振频率通过改变所述第一调谐螺钉9、所述第二调谐螺钉10、所述第三调谐螺钉11以及所述第四调谐螺钉12的尺寸实现的。进一步地，所述四模介质滤波器的谐振频率通过改变控制所述第一介质块4、所述第二介质块5、所述第三介质块6和所述第四介质块7到所述金属柱8的距离实现的。进一步地，所述四模介质滤波器的谐振频率通过改变所述金属柱8的尺寸实现的。进一步地，所述四模介质滤波器的腔内耦合强度通过改变所述第一金属耦合环13和所述第二金属耦合环14的尺寸实现。进一步地，所述第一输入输出端口2和所述第二输入输出端口3采用接地的同轴端口实现的。进一步地，所述第一输入输出端口2和所述第二输入输出端口3的端口耦合强度可通过控制端口到介质块的距离实现的。进一步地，所述第一介质块4、所述第二介质块5、所述第三介质块6和所述第四介质块7均为圆柱形。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：1、通过调谐螺钉和短接金属柱结构实现对四模介质滤波器谐振频率的控制，便于加工制造。2、通过金属耦合环实现对耦合强度的控制，同样便于加工制造。3、采用四个模式进行滤波器设计，具有体积小，Q值高等优点。附图说明图1是本专利技术公开的一种新型四模介质带通滤波器的结构示意图；图2是本专利技术公开的一种新型四模介质带通滤波器的仿真示意图；图3是实施例中谐振腔的俯视图；图4是本专利技术中谐振频率随介质块到谐振腔中心处距离的变化曲线；图5是本专利技术中谐振频率随短接金属柱半径的变换曲线；图6是实施例中设置有腔内耦合结构的谐振腔的结构图；图7是实施例中腔内耦合结构的侧视图；图8是本专利技术中腔内耦合强度随金属耦合环高度的变化曲线；其中，1——外部腔体，2——第一输入输出端口，3——第二输入输出端口，4——第一介质块，5——第二介质块，6——第三介质块，7——第四介质块，8——金属柱，9——第一调谐螺钉，10——第二调谐螺钉，11——第三调谐螺钉，12——第四调谐螺钉，13——第一金属耦合环，14——第二金属耦合环。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型四模介质带通滤波器，所述四模介质带通滤波器包括外部腔体(1)、用于信号输入或者输出的第一输入输出端口(2)和第二输入输出端口(3)，所述第一输入输出端口(2)和所述第二输入输出端口(3)均开设在所述外部腔体(1)上；所述外部腔体(1)内的中心处设置有金属柱(8)，所述外部腔体(1)内还设置有第一介质块(4)、第二介质块(5)、第三介质块(6)和第四介质块(7)，各个介质块分别位于所述金属柱(8)的四周，所述金属柱(8)以及各个介质块均与所述外部腔体(1)上、下表面短接；所述第一介质块(4)、所述第二介质块(5)、所述第三介质块(6)和所述第四介质块(7)的中心处均开设有圆形通孔；所述外部腔体(1)上表面设置有第一调谐螺钉(9)、第二调谐螺钉(10)、第三调谐螺钉(11)以及第四调谐螺钉(12)，并且分别位于所述第一介质块(4)、所述第二介质块(5)、所述第三介质块(6)和所述第四介质块(7)中心处的圆形通孔内；所述外部腔体(1)内还设置有U型的第一金属耦合环(13)和第二金属耦合环(14)，分别位于所述金属柱(8)的两侧，所述第一金属耦合环(13)和所述第二金属耦合环(14)的开口方向朝向所述外部腔体(1)的上表面。...

【技术特征摘要】
1.一种新型四模介质带通滤波器，所述四模介质带通滤波器包括外部腔体(1)、用于信号输入或者输出的第一输入输出端口(2)和第二输入输出端口(3)，所述第一输入输出端口(2)和所述第二输入输出端口(3)均开设在所述外部腔体(1)上；所述外部腔体(1)内的中心处设置有金属柱(8)，所述外部腔体(1)内还设置有第一介质块(4)、第二介质块(5)、第三介质块(6)和第四介质块(7)，各个介质块分别位于所述金属柱(8)的四周，所述金属柱(8)以及各个介质块均与所述外部腔体(1)上、下表面短接；所述第一介质块(4)、所述第二介质块(5)、所述第三介质块(6)和所述第四介质块(7)的中心处均开设有圆形通孔；所述外部腔体(1)上表面设置有第一调谐螺钉(9)、第二调谐螺钉(10)、第三调谐螺钉(11)以及第四调谐螺钉(12)，并且分别位于所述第一介质块(4)、所述第二介质块(5)、所述第三介质块(6)和所述第四介质块(7)中心处的圆形通孔内；所述外部腔体(1)内还设置有U型的第一金属耦合环(13)和第二金属耦合环(14)，分别位于所述金属柱(8)的两侧，所述第一金属耦合环(13)和所述第二金属耦合环(14)的开口方向朝向所述外部腔体(1)的上表面。2.根据权利要求1所述的一种新型四模介质带通滤波器，其特征在于，所述第一调谐螺钉(9)、所述第二调谐螺钉(10)，所述第三调谐螺钉(11)以及所述第四调谐螺钉(12)用于控制所述四模介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚庆昕，李程炎，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44