一种谐波抑制差分带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于混合介质和同轴谐振器的谐波抑制差分带通滤波器，解决了现有技术中基于介质谐振器的差分滤波器谐波性能差的问题，如差模阻带和共模抑制水平不高，本发明专利技术滤波器包括：金属腔体；两个介质谐振器和一个同轴谐振器；分别固定设置在两个介质谐振器旁侧，且一一对应与两个介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合的两个差分激励结构；设置在金属腔体的外壁上，与两个差分激励结构连接，用于与外部通信设备相连的多个微波同轴接头；两个差分激励结构中的一个为差分激励信号输入结构，而另一个为差分激励信号输出结构；本发明专利技术滤波器能够改善基于介质谐振器的差分滤波器的谐波性能，具体表现为提高其差模阻带宽度和共模抑制水平。

A harmonic suppression differential bandpass filter

The invention discloses a harmonic mixing medium and coaxial resonator suppression based on differential bandpass filter to solve the problem of poor performance of harmonic filter dielectric resonator based on the difference in the existing technology, such as differential mode and common mode level is not high stopband suppression filter, the invention comprises a metal cavity; two dielectric resonator and a coaxial resonator; are respectively fixed in the two dielectric resonator and side, corresponding to two dielectric resonator by coupling excitation ampere right two differential incentive structure; set in the outer wall of the metal cavity, is connected with the two differential incentive structure for a plurality of microwave coaxial connector is connected with the external communications equipment; two differential incentive structure in a differential signal input structure, while the other one is the differential excitation signal output of the structure; The proposed filter can improve the harmonic performance of the differential filter based on the dielectric resonator, which can be used to improve the differential mode stopband width and the common mode rejection level.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频通信滤波
，尤其涉及一种基于混合介质和同轴谐振器的谐波抑制差分带通滤波器。
技术介绍
近几十年来，介质谐振器凭借其高品质因数值(Q)、低制造成本、高温度稳定性等优越特性越来越广泛地应用于各种微波组件和子系统中，特别是在高性能带通滤波器中。但是，介质谐振器由于拥挤的谐振模式，造成不期望出现的谐波模式和所需要的工作模式相距较为紧密，导致介质滤波器具有较差的谐波特性。然而，许多通信系统要求滤波器能实现二次或三次谐波模式的抑制。目前，为了改善介质滤波器的谐波性能，许多研究人员通过采取一些措施来进行谐波抑制。例如，在介质谐振器的中心引入一个孔，以提高主模与高次模式的分离程度，但是滤波器阻带拓展能力很有限；Nishikawa等学者提出了“一个介质谐振器的四分之一形式可以进一步提高滤波器谐波性能”的观点，但是滤波器的设计会变得很复杂。另外，在无线射频/微波系统中，差分电路至关重要，这是由于其在恶劣环境中具有很高的抗噪音和抗电磁干扰的能力。作为最重要的射频前端的功能性无源器件之一，差分带通滤波器发挥了关键作用并广泛应用于现代通信系统中。为了顺应这一发展趋势，一些研究人员利用介质谐振器设计了差分滤波器，有效验证了介质谐振器在差分电路应用中的发展潜力。但是上述研究没有考虑到谐波抑制的问题，这导致了滤波器差模阻带和共模抑制水平达不到令人满意的地步。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的，基于介质谐振器的差分滤波器谐波性能差的问题，如差模阻带和共模抑制水平不高，提供了一种谐波抑制差分带通滤波器，能够改善基于介质谐振器的差分滤波器的谐波性能，具体表现为提高其差模阻带宽度和共模抑制水平。本专利技术实施例提供了一种谐波抑制差分带通滤波器，所述滤波器包括：金属腔体；固定设置在所述金属腔体中的第一介质谐振器、同轴谐振器和第二介质谐振器；其中，所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器关于所述同轴谐振器对称，所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器的主模均为TE01δ模或TE11δ模，所述同轴谐振器的主模为TEM基模，所述TE01δ模或TE11δ模和所述TEM基模的谐振频率相同；固定设置在所述第一介质谐振器旁侧，与所述第一介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合的第一差分激励结构；固定设置在所述第二介质谐振器旁侧，与所述第二介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合的第二差分激励结构；所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构对称设置在所述金属腔体中；设置在所述金属腔体的外壁上，与所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构对应连接，用于与外部通信设备相连的多个微波同轴接头；其中，所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构两者中的一个为所述滤波器的差分激励信号输入结构，而另一个为所述滤波器的差分激励信号输出结构。可选的，所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器分别为环形介质谐振器或矩形介质谐振器；所述同轴谐振器为金属同轴谐振器。可选的，所述第一介质谐振器的轴向与所述第二介质谐振器的轴向平行；所述第一介质谐振器的轴向与所述同轴谐振器的轴向垂直。可选的，所述第一差分激励结构包括镜面对称设置的第一馈电探针和第二馈电探针；所述第一馈电探针具体为与所述第一介质谐振器的一水平横截面同心且度数小于90°的圆弧形针体，用于与所述第一介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合；所述第二馈电探针与所述第一馈电探针结构相同，所述第二差分激励结构与所述第一差分激励结构具有相同的结构。可选的，所述第一馈电探针和所述第二馈电探针在差模工作状态下分别引入第一电流和第二电流，所述第一电流和所述第二电流的大小相同且方向相反，所述第一电流和所述第二电流用于差分激励所述第一介质谐振器。可选的，所述多个微波同轴接头具体为四个，四个微波同轴接头一一对应与所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构的四个馈电探针连接；所述四个微波同轴接头中的每一接头包括：与所述四个馈电探针中一馈电探针相连的内导体，以及与所述金属腔体外壁相连的外导体。可选的，所述滤波器还包括：与所述金属腔体匹配，用于盖设在所述金属腔体上的金属盖；设置在所述金属盖内面上，与所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器一一对应的第一介质调谐盘和第二介质调谐盘，分别用于调节所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器的谐振频率，以使所述第一介质谐振器的谐振频率、所述第二介质谐振器的谐振频率与所述同轴谐振器的谐振频率相等；其中，所述金属盖内面具体为所述金属盖与所述金属腔体相对的面。可选的，所述金属腔体包括第一腔室、第二腔室和第三腔室；所述第一介质谐振器设置在所述第一腔室中，所述同轴谐振器设置在所述第二腔室中，所述第二介质谐振器设置在所述第三腔室中；所述第一腔室和所述第二腔室之间设置有第一间隔壁，所述第一间隔壁上挖设有连通两个腔室的第一耦合窗，以使所述第一介质谐振器和所述同轴谐振器的磁场能够相互耦合；所述第二腔室和所述第三腔室之间设置有第二间隔壁，所述第二间隔壁上挖设有连通两个腔室的第二耦合窗，以使所述第二介质谐振器和所述同轴谐振器的磁场能够相互耦合。可选的，所述同轴谐振器的一端固定设置在所述金属腔体的第一侧壁上，所述第一耦合窗和所述第二耦合窗分别设置在所述第一间隔壁和所述第二间隔壁的靠近所述第一侧壁的一侧。可选的，所述滤波器还包括：固定设置在所述金属腔体底部的第一基座和第二基座，分别用于承载所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器；所述第一基座设置在所述第一腔室中，所述第二基座设置在所述第三腔室中；所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器在所述金属腔体中的设置高度相同。本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：由于在本专利技术中，通过在一金属腔体中固定设置在所述金属腔体中的第一介质谐振器、同轴谐振器和第二介质谐振器；其中，所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器关于所述同轴谐振器对称，所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器的主模均为TE01δ模或TE11δ模，所述同轴谐振器的主模为TEM基模，所述TE01δ模或TE11δ模和所述TEM基模的谐振频率相同；固定设置在所述第一介质谐振器旁侧，与所述第一介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合的第一差分激励结构；固定设置在所述第二介质谐振器旁侧，与所述第二介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合的第二差分激励结构；所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构对称设置在所述金属腔体中；设置在所述金属腔体的外壁上，与所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构对应连接，用于与外部通信设备相连的多个微波同轴接头；其中，所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构两者中的一个为所述滤波器的差分激励信号输入结构，而另一个为所述滤波器的差分激励信号输出结构。本专利技术中的差分带通滤波器为一个三阶差分带通滤波器，混合使用介质谐振器和同轴谐振器，通过在基于介质谐振器的差分带通滤波器中引入同轴谐振器，抑制介质谐振器的众多谐波，使得本差分带通滤波器可以获得较宽的差模阻带和共模抑制。有效地解决了现有技术中基于介质谐振器的差分滤波器谐波性能差的问题，如差模阻带和共模抑制水平不高，改善了基于介质谐振器的差分滤波器的谐波性能，具体表现为提高了其差模阻带宽度和共模抑制水平。附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐波抑制差分带通滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：金属腔体；固定设置在所述金属腔体中的第一介质谐振器、同轴谐振器和第二介质谐振器；其中，所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器关于所述同轴谐振器对称，所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器的主模均为TE01δ模或TE11δ模，所述同轴谐振器的主模为TEM基模，所述TE01δ模或TE11δ模和所述TEM基模的谐振频率相同；固定设置在所述第一介质谐振器旁侧，与所述第一介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合的第一差分激励结构；固定设置在所述第二介质谐振器旁侧，与所述第二介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合的第二差分激励结构；所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构对称设置在所述金属腔体中；设置在所述金属腔体的外壁上，与所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构对应连接，用于与外部通信设备相连的多个微波同轴接头；其中，所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构两者中的一个为所述滤波器的差分激励信号输入结构，而另一个为所述滤波器的差分激励信号输出结构。

【技术特征摘要】
1.一种谐波抑制差分带通滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：金属腔体；固定设置在所述金属腔体中的第一介质谐振器、同轴谐振器和第二介质谐振器；其中，所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器关于所述同轴谐振器对称，所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器的主模均为TE01δ模或TE11δ模，所述同轴谐振器的主模为TEM基模，所述TE01δ模或TE11δ模和所述TEM基模的谐振频率相同；固定设置在所述第一介质谐振器旁侧，与所述第一介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合的第一差分激励结构；固定设置在所述第二介质谐振器旁侧，与所述第二介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合的第二差分激励结构；所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构对称设置在所述金属腔体中；设置在所述金属腔体的外壁上，与所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构对应连接，用于与外部通信设备相连的多个微波同轴接头；其中，所述第一差分激励结构和所述第二差分激励结构两者中的一个为所述滤波器的差分激励信号输入结构，而另一个为所述滤波器的差分激励信号输出结构。2.如权利要求1所述的谐波抑制差分带通滤波器，其特征在于，所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器分别为环形介质谐振器或矩形介质谐振器；所述同轴谐振器为金属同轴谐振器。3.如权利要求1所述的谐波抑制差分带通滤波器，其特征在于，所述第一介质谐振器的轴向与所述第二介质谐振器的轴向平行；所述第一介质谐振器的轴向与所述同轴谐振器的轴向垂直。4.如权利要求1所述的谐波抑制差分带通滤波器，其特征在于，所述第一差分激励结构包括镜面对称设置的第一馈电探针和第二馈电探针；所述第
\t一馈电探针具体为与所述第一介质谐振器的一水平横截面同心且度数小于90°的圆弧形针体，用于与所述第一介质谐振器通过安培右手螺旋定则激励耦合；所述第二馈电探针与所述第一馈电探针结构相同，所述第二差分激励结构与所述第一差分激励结构具有相同的结构。5.如权利要求4所述的谐波抑制差分带通滤波器，其特征在于，所述第一馈电探针和所述第二馈电探针在差模工作状态下分别引入第一电流和第二电流，所述第一电流和所述第二电流的大小相同且方向相反，所述第一电流和所述第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建新，詹扬，秦伟，李姜，包志华，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32