一种新型三模介质带通滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三模介质带通滤波器，包括外部腔体以及介质谐振器、位于圆柱形介质谐振器上表面的介质基板、控制频率的介质基板开槽结构、控制频率的调谐螺钉结构、控制耦合的由两根短接金属柱和外部腔体构成的环形结构以及输入输出端口耦合结构。调谐螺钉位于外部腔体的上表面，开槽结构位于介质谐振器上表面的介质基板上，金属柱与外部腔体上下表面短接构成环形结构，通过改变控制频率的调谐螺钉的深度可控制滤波器的谐振频率，通过改变控制频率的介质基板开槽结构尺寸可控制滤波器的谐振频率，通过改变控制耦合的由两根短接金属柱和外部腔体构成的环形结构的位置可控制腔内耦合强度。本实用新型专利技术具有体积小，Q值高和易加工等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种新型三模介质带通滤波器
本技术涉及介质滤波器的
，具体涉及一种采用调谐螺钉和介质基板开槽结构控制谐振频率以及采用由两根短接金属柱和外部腔体构成的环形结构控制耦合的新型三模介质滤带通波器。
技术介绍
随着无线通信系统的高速发展，信息的高速传播随处可见，无线通信在社会生活的各个领域都有着广泛的应用，比如移动通信、雷达导航和电子对抗等。微波滤波器作为无线通信系统的重要组成部分，在无线通信系统有着不可替代的重要作用，其主要作用是在无线通信的过程中对进行通信的频率起着选择作用，抑制通信过程中不需要的频率，使其不能通过，同时让需要的频率通过，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。1999年，IanC.Hunter和J.DavidRhodes等人在IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques上发表题为“Dual-modefilterswithconductor-loadeddielectricresonators”的文章。作者利用四个加载金属腔的圆柱介质谐振器实现了八阶双模介质滤波器，该滤波器腔内耦合是通过对放置在圆柱介质谐振器上表面的金属圆盘进行开槽实现的，通过控制开槽的深度和宽度实现对腔内耦合强度的控制。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对位于介质谐振器上表面的介质基板进行开槽控制频率的三模介质带通滤波器，同时通过采用由两根短接金属柱和外部腔体构成的环形结构实现了对三模介质带通滤波器谐振模式耦合的控制，性能良好，加工制造便利。本技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种新型三模介质带通滤波器，所述三模介质带通滤波器包括外部腔体1、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内设置有第一金属柱9，第二金属柱10和第三金属柱11，所述第一金属柱9、所述第二金属柱10和所述第三金属柱11均与所述外部腔体1上下表面短接；所述第一金属柱9、所述第二金属柱10和所述外部腔体1构成第一环形结构，所述第二金属柱10、所述第三金属柱11和所述外部腔体1构成第二环形结构；所述外部腔体1上表面设置有调谐螺钉6；所述外部腔体1内设置有介质谐振器4，所述介质谐振器4的上表面设置有介质基板5；所述介质基板5上开设有第一开槽结构7和第二开槽结构8。进一步地，所述调谐螺钉6、所述第一开槽结构7以及所述第二开槽结构8用于控制所述三模介质带通滤波器的谐振频率。进一步地，所述三模介质带通滤波器的谐振频率可通过改变所述调谐螺钉6、所述第一开槽结构7以及所述第二开槽结构8的尺寸进行控制。进一步地，所述第一环形结构和所述第二环形结构用于控制所述三模介质带通滤波器的腔内耦合强度。进一步地，其特征在于所述三模介质带通滤波器的腔内耦合强度控制通过改变所述第一环形结构和所述第二环形结构的位置实现。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的端口耦合强度控制通过改变端口到所述介质谐振器4的距离实现的。进一步地，所述介质谐振器4为圆柱形。进一步地，所述三模介质带通滤波器的三个模式谐振频率的调整可以通过控制所述外部腔体1和位于所述介质谐振器4上表面的介质基板5的尺寸实现的。本技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：1、通过调谐螺钉和对位于介质谐振器上表面的介质基板进行开槽实现对三模介质带通滤波器谐振频率的控制，便于加工制造。2、通过采用由两根接地金属柱和外部腔体构成的环形结构实现对耦合强度的控制，同样便于加工制造。3、采用介质谐振器的三个模式进行设计具有体积小，Q值高等优点。附图说明图1是本技术公开的一种新型三模介质带通滤波器的结构示意图；图2是本技术公开的一种新型三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侧视图；图4是本技术中谐振频率随外部腔体高度的变化曲线；图5是实施例中谐振腔的俯视图；图6是本技术中谐振频率随介质基板半径的变化曲线；图7是实施例中设置有调谐螺钉的谐振腔的侧视图；图8是本技术中谐振频率随调谐螺钉嵌入深度的变化曲线；图9是实施例中设置有频率控制开槽结构的谐振腔的俯视图；图10是本技术中谐振频率随开槽结构深度的变化曲线；图11是实施例中设置有耦合结构的谐振腔俯视图；图12是本技术中耦合系数随金属柱到谐振腔中心的距离的变化曲线；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——介质谐振器，5——介质基板，7——第一开槽结构，8——第二开槽结构，9——第一金属柱，10——第二金属柱，11——第三金属柱。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。实施例一本实施例公开了一种采用调谐螺钉和介质基板开槽结构控制谐振频率以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型三模介质带通滤波器，所述三模介质带通滤波器包括外部腔体(1)、第一输入输出端口(2)和第二输入输出端口(3)，其特征在于，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)内设置有第一金属柱(9)，第二金属柱(10)和第三金属柱(11)，所述第一金属柱(9)、所述第二金属柱(10)和所述第三金属柱(11)均与所述外部腔体(1)上下表面短接；所述第一金属柱(9)、所述第二金属柱(10)和所述外部腔体(1)构成第一环形结构，所述第二金属柱(10)、所述第三金属柱(11)和所述外部腔体(1)构成第二环形结构；所述外部腔体(1)上表面设置有调谐螺钉(6)；所述外部腔体(1)内设置有介质谐振器(4)，所述介质谐振器(4)的上表面设置有介质基板(5)；所述介质基板(5)上开设有第一开槽结构(7)和第二开槽结构(8)。

【技术特征摘要】
1.一种新型三模介质带通滤波器，所述三模介质带通滤波器包括外部腔体(1)、第一输入输出端口(2)和第二输入输出端口(3)，其特征在于，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)内设置有第一金属柱(9)，第二金属柱(10)和第三金属柱(11)，所述第一金属柱(9)、所述第二金属柱(10)和所述第三金属柱(11)均与所述外部腔体(1)上下表面短接；所述第一金属柱(9)、所述第二金属柱(10)和所述外部腔体(1)构成第一环形结构，所述第二金属柱(10)、所述第三金属柱(11)和所述外部腔体(1)构成第二环形结构；所述外部腔体(1)上表面设置有调谐螺钉(6)；所述外部腔体(1)内设置有介质谐振器(4)，所述介质谐振器(4)的上表面设置有介质基板(5)；所述介质基板(5)上开设有第一开槽结构(7)和第二开槽结构(8)。2.根据权利要求1所述的一种新型三模介质带通滤波器，其特征在于，所述调谐螺钉(6)、所述第一开槽结构(7)以及所述第二开槽结构(8)用于控制所述三模介质带通滤波器的谐振频率。3.根据权利要求2所述的一种新型三模介质带通滤波器，其特征在于，所述三模介质带通滤波器的谐振频率可通过改变所述调谐螺钉(6)、所述第一开槽结构(7...

【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：新型
国别省市：广东,44