一种腔体四模滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种腔体四模滤波器，包括具有四个谐振模式的腔体谐振器、第一调谐销钉、第二调谐销钉、第三调谐销钉及对称设置的输入端口和输出端口；所述腔体谐振器是一个矩形的金属盒，该金属盒的每个内侧壁均安装有一个金属柱，每个金属柱等效为一个同轴腔谐振器；所述输入端口由SMA接头连接馈电探针构成，安装在金属盒的上顶面；所述输出端口由SMA接头连接馈电探针构成，安装在金属盒的下底面；所述第一调谐销钉、第二调谐销钉、第三调谐销钉分别安装在金属盒的上顶面。本实用新型专利技术通过金属柱间的电场相互作用实现了单腔四模谐振特性，具有体积小、选择性高、功率容量大、带宽易于控制的优点，能够满足小型化、低成本、特性好的设计要求。

A cavity four mode filter

The utility model discloses a cavity four mode filter comprises a cavity resonator, with four resonant modes of the first tuning pins and second input port and the output port of the tuning pin, third tuning pins and symmetrically arranged; the cavity resonator is a rectangular metal box, each inner wall of the metal box are equipped with a metal column, each metal column is equivalent to a coaxial resonator; the input port by SMA connections of the feed probe, the top surface is installed in the metal box; the output port by the SMA connector feed probe, mounted on a metal box on the bottom surface of the top surface; the first tuning pin, second pin, third pin tuning tuning are respectively installed on the metal box. The utility model through the metal column between the electric field interaction to achieve a single cavity four mode resonant characteristics, has the advantages of small size, high selectivity, high power capacity, easy to control bandwidth advantages, can meet the design requirements of miniaturization, low cost, good performance.

【技术实现步骤摘要】
一种腔体四模滤波器
本技术涉及高频器件的
，尤其是指一种腔体四模滤波器。
技术介绍
近年来，随着社会加速进入信息时代，无线通信产业蓬勃发展，射频前端电路作为整个无线通信系统的基石，在移动通信、雷达监测，导航和远距离遥感等领域中得到广泛应用，因此对射频前端电路的研究显得越来越重要。射频滤波器作为射频前端电路的关键部件，在整个无线通信系统中扮演着十分重要的角色，高选择性，小体积，低损耗滤波器是实现高质量无线通信的关键器件。以往在提升滤波器的选择性方面，常采取的措施是提高滤波器的阶数。对于单模滤波器而言，提升阶数势必会导致滤波器体积的增加，给设计的小型化带来难度。多模谐振器由于同时含有多个模式，使得一个多模谐振器相当于多个单模谐振器级联，因此能够在提升性能的同时避免体积的增加。此外，相较于微带滤波器，腔体滤波器在提升滤波器功率容量方面也存在显著优势。因此，对于多模腔体滤波器的研制显得尤为迫切。2015年，Sai-WaiWong等人在本领域顶级期刊IEEETransactionOnMicrowaveTheoryAndTechniques上发表题为“Triple-andQuadruple-ModeWidebandBandpassFilterUsingSimplePerturbationinSingleMetalCavity”的文章，利用圆柱形波导腔分别设计了一款单腔三模与四模超宽带滤波器。作者通过在圆形金属腔内部添加金属圆柱，将高次模TM01与TM11的频率降低到简并TE模附近，分别设计了一款单腔三模与四模超宽带滤波器。2015年，XuguangWang等人在本领域顶级期刊IEEETransactionOnMicrowaveTheoryAndTechniques上发表题为“CompactQuad-ModeBandpassFilterUsingModifiedCoaxialCavityResonatorWithImproved-Factor”的文章，利用矩形同轴腔设计了一款单腔四模滤波器。作者通过矩形腔内的四个同轴柱之间的磁场相互作用，实现了具有四个高Q值谐振模式的谐振器，并以此设计了一款单腔四模滤波器。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提出了一种新型的腔体四模滤波器，该滤波器通过金属柱间的电场相互作用实现了单腔四模谐振特性，具有体积小、选择性高、功率容量大、带宽易于控制的优点，能够满足小型化、低成本、特性好的设计要求。为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为：一种腔体四模滤波器，包括具有四个谐振模式的腔体谐振器、第一调谐销钉、第二调谐销钉、第三调谐销钉及对称设置的输入端口和输出端口；所述腔体谐振器是一个矩形的金属盒，该金属盒的每个内侧壁均安装有一个金属柱，每个金属柱等效为一个同轴腔谐振器；所述输入端口由SMA接头连接馈电探针构成，安装在金属盒的上顶面；所述输出端口由SMA接头连接馈电探针构成，安装在金属盒的下底面；所述第一调谐销钉、第二调谐销钉、第三调谐销钉分别安装在金属盒的上顶面。所述馈电探针为弯折的金属探针。本技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：1、本技术利用金属柱之间的电场相互作用，形成不同于传统腔体滤波器的新型腔体四模滤波器。2、本技术所采用的四个谐振模式，具有较高Q值，所设计滤波器具有较高选择性，可以满足实际多种通信要求。3、本技术所采用的滤波器为全封闭金属结构，所以功率容量较高。4、由于滤波器为金属腔体结构，易于加工，适合批量工业生产，所以滤波器具备结构简单、生产成本低的优点。附图说明图1为本技术所述腔体四模滤波器的俯视图。图2为本技术所述腔体四模滤波器的正视图。图3为本技术的腔体谐振器带四个金属柱的俯视图。图4为本技术的腔体谐振器带四个金属柱的正视图。图5a为本技术所述腔体四模谐振器中Mode1的电场分布图。图5b为本技术所述腔体四模谐振器中Mode2的电场分布图。图5c为本技术所述腔体四模谐振器中Mode3的电场分布图。图5d为本技术所述腔体四模谐振器中Mode4的电场分布图。图6a为HFSS(HighFrequencyStructureSimulator)仿真下谐振器的各模式频率曲线随L变化图。图6b为HFSS(HighFrequencyStructureSimulator)仿真下谐振器的各模式频率曲线随H变化图。图6c为HFSS(HighFrequencyStructureSimulator)仿真下谐振器的各模式频率曲线随TH变化图。图6d为HFSS(HighFrequencyStructureSimulator)仿真下谐振器的各模式频率曲线随CR变化图。图7a为馈电探针高度InputZ变化下滤波器的插入损耗(|S21|)仿真结果图。图7b为馈电探针长度InputXL变化下滤波器的插入损耗(|S21|)仿真结果图。图8a为第一调谐销钉长度变化下滤波器的插入损耗(|S21|)仿真结果图。图8b为第二调谐销钉长度变化下滤波器的插入损耗(|S21|)仿真结果图。图8c为第三调谐销钉长度变化下滤波器的插入损耗(|S21|)仿真结果图。图9为本技术所述腔体四模滤波器的插入损耗(|S21|)与回波损耗(|S11|)仿真结果图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步说明。本技术所述新型腔体四模滤波器的核心内容是具有四个谐振模式的腔体谐振器，通过调整该谐振器结构尺寸，可以使谐振器的谐振频率位于任意频段，从而改变滤波器的中心频率。在此谐振器结构的基础上添加端口激励结构、耦合与调谐结构则可进一步得到所需的滤波器。如图1、图2、图3、图4所示，本实施例所提供的腔体四模滤波器，包括具有四个谐振模式的腔体谐振器1、第一调谐销钉4、第二调谐销钉5、第三调谐销钉6及对称设置的输入端口2和输出端口3；所述腔体谐振器1是一个矩形的金属盒，该金属盒的每个内侧壁均安装有一个金属柱7，每个金属柱7等效为一个同轴腔谐振器，因金属柱相距较近，四个同轴腔之间的电场存在相互作用，由此形成了四个频率相近的谐振模式；所述输入端口由SMA接头连接馈电探针(具体为弯折的金属探针)构成，安装在金属盒的上顶面，用于激励所需方向的电场；所述输出端口由SMA接头连接馈电探针(具体为弯折的金属探针)构成，安装在金属盒的下底面，用于激励所需方向的电场；所述第一调谐销钉4、第二调谐销钉5、第三调谐销钉6分别安装在金属盒的上顶面，用于调节各模式的谐振频率以及之间的耦合。图5a、5b、5c、5d依次为上述腔体四模滤波器中Mode1、2、3、4的电场分布。其中，图5a、5d所示两模式在谐振器内同时存在水平与竖直方向的电场。图5b、5c所示两模式在谐振器内只存在竖直或水平方向的电场，两模式电场相互正交，为一对简并模。参见图6a、6b、6c、6d所示，通过HFSS仿真得到谐振器各模式频率曲线变化，从图中可知，通过调整结构参数L、H、TH、CR可以实现对所述谐振器各模式频率的控制。参见图7a、7b所示，通过仿真得到不同探针高度InputZ以及不同探针长度InputXL下的插入损耗(S21)仿真结果，横轴表示本技术中微带滤波器的信号频率，纵轴表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种腔体四模滤波器，其特征在于：包括具有四个谐振模式的腔体谐振器、第一调谐销钉、第二调谐销钉、第三调谐销钉及对称设置的输入端口和输出端口；所述腔体谐振器是一个矩形的金属盒，该金属盒的每个内侧壁均安装有一个金属柱，每个金属柱等效为一个同轴腔谐振器；所述输入端口由SMA接头连接馈电探针构成，安装在金属盒的上顶面；所述输出端口由SMA接头连接馈电探针构成，安装在金属盒的下底面；所述第一调谐销钉、第二调谐销钉、第三调谐销钉分别安装在金属盒的上顶面。

【技术特征摘要】
1.一种腔体四模滤波器，其特征在于：包括具有四个谐振模式的腔体谐振器、第一调谐销钉、第二调谐销钉、第三调谐销钉及对称设置的输入端口和输出端口；所述腔体谐振器是一个矩形的金属盒，该金属盒的每个内侧壁均安装有一个金属柱，每个金属柱等效为一个同轴腔谐振器；所述输入端口由S...

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