本发明专利技术公开了一种SIR同轴腔体带通滤波器，具有由SIR基本谐振器单元耦合形成的梳状滤波器结构，SIR基本谐振器单元由杆状的内层金属传输线、与内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁和中间介质层三部分组成，内层金属传输线是由直径不同的两段同轴传输线结合构成的阶跃阻抗变换器SIR谐振杆，金属传输线开路端的顶端设有开路端同轴挖孔，设有调谐螺钉，并具有开窗加耦合螺钉耦合结构和输入输出直接耦合结构。本发明专利技术滤波器具有很好的杂散频率抑制特性，且其尺寸远比传统基站滤波器小，满足了现代通信系统对滤波器小型化、低插入损耗、高选择性、宽阻带的要求，能够广泛应用于现代移动通信系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种带通滤波器，具体涉及一种能实现高性能小型化的3G通信基站带通滤波器，应用于无线通信
中。
技术介绍
微波带通滤波器是现代3G通信系统中发射端和接收端必不可少的选频器件，其性能的好坏往往会影响整个通信系统的质量。随着无线通信的快速发展，信号之间的频带越来越窄，这就对滤波器的规格和选频性能的要求越来越苛刻。同轴腔体滤波器因为具有高Q值、低插入损耗、高选择性、易于实现等优点而广泛应用于现代移动通信系统中。3G手机基站通信系统也普遍采用了同轴腔体滤波器，因为只有同轴腔体滤波器才能满足其对滤波器小型化、低插入损耗、高选择性的要求。传统的同轴腔体带通滤波器具有由谐振器单元耦合形成的多腔体梳状滤波器结构，参见图12，谐振器单元由内部金属传输线、与内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁和中间介质层三部分组成，中间介质层位于内部金属传输线和外层筒状金属壁之间的谐振腔体内，外层筒状金属壁的上下两端设置外层封盖板，将中间介质层固定于谐振腔体中，内部金属传输线为均勻阻抗谐振杆，形成均勻阻抗的谐振器UIR，传统的同轴腔体带通滤波器体积较大，谐波抑制特性不好，选择性不理想，在现代移动通讯系统中的应用受到限制，不能很好地满足滤波器小型化、低插入损耗、高选择性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种SIR同轴腔体带通滤波器，目的在于针对目前市场上应用的通信基站滤波器体积过大、谐波抑制特性不好的缺陷，使滤波器尺寸远小于传统基站滤波器的尺寸，并且带内损耗低，带外抑制能力强，同时还有很好的谐波抑制能力。经过仿真和实测分析，当本专利技术和传统结构同轴腔体滤波器的中心频率都为IG时，使滤波器的体积减小了 80%以上，实现滤波器的小型化，提高谐波抑制能力。为达到上述专利技术目的，本专利技术的构思是1.使用阶跃阻抗变换器S^代替传统的均勻阻抗谐振器UIR，采用外方内圆的空气或陶瓷介质填充的同轴腔体结构来增加功率容量，SIR谐振器开路端电容加载进一步减少滤波器尺寸，顶端加调谐螺钉用于调谐谐振器的频率和相邻腔体间耦合。2. S^谐振器之间通过开窗和加耦合螺钉进行电容性耦合，耦合结构简单，微调方便，容性耦合产生的耦合电容适合滤波器小型化设计。3.输入输出采用直接耦合结构，50欧姆同轴探头直接焊接在S^谐振杆上，因为抽头线与谐振杆有良好的接触，结构稳定。4. SIR同轴腔体滤波器采用多阶梳状结构，滤波器加工时，腔体内表面和调谐螺钉、耦合螺钉需进行镀银处理以减少插入损耗。5.加工后滤波器包括三部分，即以阶跃阻抗变换器SIR为基本单元的谐振器，谐振器间的电容性耦合结构，直接耦合的输入输出结构，滤波器用空气或陶瓷介质填充，输入输出端口处焊接SMA接头，可用于实际测量。阶跃阻抗变换器WR是由开路面、短路面和它们之间的阶跃结合面组成，短路面和开路面之间为低阻抗同轴传输线和一段高阻抗同轴传输线，合理调节阻抗比可以很好抑制谐波，由于阶跃面和开路面的边缘电容的存在使得谐振器尺寸可以大大减少。谐振器间容性耦合和谐振器开路端的电容加载分别产生的耦合电容和加载电容使得滤波器尺寸进一步缩小。根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案一种SIR同轴腔体带通滤波器，具有由WR基本谐振器单元耦合形成的梳状滤波器结构，S^基本谐振器单元由杆状的内层金属传输线、与内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁和中间介质层三部分组成，中间介质层位于内层金属传输线和外层筒状金属壁之间的谐振腔体内，外层筒状金属壁的上下两端设置外层封盖板，将中间介质层固定于谐振腔体中。内层金属传输线是由直径不同的两段同轴传输线结合构成的力g/4阶跃阻抗变换器WR谐振杆，大直径的同轴传输线形成低阻抗谐振杆，小直径的同轴传输线形成高阻抗谐振杆，低阻抗谐振杆和高阻抗谐振杆之间的连接处形成阶跃阻抗结合面，低阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线开路端，金属传输线开路端的顶端设有开路端同轴挖孔，靠近开路端同轴挖孔的开口方向设置同轴的调谐螺钉，调谐螺钉连接在外层封盖板上，高阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线短路端，梳状滤波器结构中最外侧的两个 SIR基本谐振器单元的高阻抗谐振杆与SMA接头电连接。在相互耦合的任意相邻的两个SIR基本谐振器单元之间设有开窗间隙，在开窗间隙内增设耦合螺钉实现容性耦合，耦合螺钉也连接在外层封盖板上。上述WR基本谐振器单元采用外方内圆同轴腔体结构，外层筒状金属壁为方形金属壳，内层金属传输线为圆杆状。上述筒状金属壁包括四个固定的金属壁和与上下金属盖板，上下金属盖板用螺丝固定。上述调谐螺钉悬伸探入开路端同轴挖孔的深度可调，上述耦合螺钉的一端也连接在外层封盖板上，耦合螺钉的另一端悬伸探入开窗间隙的深度也可调。的相邻腔体间的耦合结构和S^基本谐振器单元是对称结构，由4个S^基本谐振器单元耦合形成的梳状滤波器结构，包括两个外侧S^基本谐振器单元和两个中部S^ 基本谐振器单元。上述SMA接头的一端通过50欧姆的同轴探头与S^基本谐振器单元的高阻抗谐振杆电连接，SMA接头的另一端处增设吸收性材料PML的匹配层。上述中间介质层材料为空气或陶瓷介质。上述各SIR基本谐振器单元的外层筒状金属壁的内表面、调谐螺钉镀层和耦合螺钉镀层的材料为金、银或铜中的任意一种金属或任意几种金属的合金。上述梳状滤波器的耦合结构和S^基本谐振器单元结构是对称结构，外侧S^基本谐振器单元与中部3顶基本谐振器单元之间的耦合螺钉长度大于两个中部5顶基本谐振器单元之间的耦合螺钉长度。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点1.本专利技术滤波器由阶跃阻抗变换器SIR为基本谐振单元，S^是由两个具有不同特性5阻抗的同轴传输线，通过阻抗阶跃结合面组合而成的横向电磁场或准横向电磁场模式的谐振器。与传统的均勻同轴传输线谐振器相比，阶跃阻抗变换器SIR由于其阶跃处的电容效应，能大大减少谐振腔的尺寸。SIR的谐振条件取决于阻抗比，一般的均勻阻抗同轴传输线谐振器的谐振条件唯一取决于同轴传输线的长度，因此SIR多了一个自由度而设计滤波器时更加灵活。2. SIR能通过调节阻抗比来很好的控制杂散谐振频率提高谐波抑制能力，所以本专利技术滤波器具有较宽阻带。3. S^谐振器开路端电容加载以及相邻谐振腔间采用容性耦合结构，产生的加载电容和耦合电容进一步缩小了滤波器的尺寸，因此本专利技术滤波器具有低插入损耗、高选择性、小型化和宽阻带的优点。4.馈电方式为直接接入，直接耦合结构适合窄带同轴腔体滤波器的设计，同轴探头直接焊接在S^谐振杆上，结构稳定。5.采用梳状滤波器结构，结构简单，降低了加工的复杂度。 附图说明图1是本专利技术实施例一的S^基本谐振器单元的阶跃阻抗谐振器结构示意图。图2是本专利技术实施例一的S^基本谐振器单元的阶跃阻抗谐振器的尺寸关系图。图3是图2中的A向视图。图4是本专利技术实施例一的3顶基本谐振器单元的阶跃阻抗谐振器的立体结构示意图。图5是本专利技术实施例一的梳状滤波器结构中最外侧的3顶基本谐振器单元的结构示意图。图6是本专利技术实施例一的梳状滤波器结构中最外侧的3顶基本谐振器单元立体结构图。图7是本专利技术实施例一的相邻的S^基本谐振器单元耦合结构示意图。图8是图7中的B向视图。图9是本专利技术实施例一的相邻的S^基本谐振器单元耦合立体结构示意图。图10是本专利技术实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李国辉，胡海平，徐标平，胡金萍，程孝奇，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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