[发明专利]一种采用单腔四模腔体谐振器的宽带滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波器，尤其是一种采用单腔四模腔体谐振器的宽带滤波器，属于无线通信领域。

背景技术

在现代移动通信技术中，微波射频器件已成为了必不可少的重要组成部分。滤波器作为基本的一种射频器件，其插入损耗、带外抑制和功率容量等一系列指标对于整机的性能有着重要的影响。系统小型化便携化的趋势要求滤波单元在更小空间内实现所需性能指标。

针对上述需求，波导腔体多模滤波器具有很多优点：第一，高Q值；第二，高功率容量；第三，波导腔体多模滤波器在一个腔体内就能实现单模所需的几个腔才能实现的滤波特性，因此，小型化这一优势显露无疑。这三大特点保证了滤波器的小型化和高性能的要求。同时我们也不能忽视介质多模滤波器在产品研制、制造，尤其是规模化生产的实现上存在诸多挑战，主要是以下问题：其一，高次模产品复杂的寄生耦合对于主模式影响很大，大大提高了仿真尤其是调试的复杂性。这要求对待高次模必须借助其固有特性，消减负面影响，加强有效利用；其二，复杂的可调谐耦合结构，通常的腔体多模调谐结构为螺钉，并且在分离简并模的问题上采用切角和与在两个极化的电场成45°加耦合螺钉的方法，这样的话加工难度提高，从而提高了加工成本。

据调查与了解，已经公开的现有技术如下：

1)谐振器的分离简并模一般有三种方法：a、如图1a和1b所示，通过耦合螺钉来实现简并模耦合时，为了避免相互作用，其位置应位于两个谐振(要耦合)的电场强度最大值附近，且其余简并模电场为零的区域，通常耦合螺钉与两个极化的电场成45°，但这种耦合方式可调谐范围比较小；b、如图2a和2b所示，在谐振器45°角上方伸进耦合螺钉，同样可以分离简并模；c、如图3a和3b所示，剖出个矩形切角，但这种耦合方式不易加工。

2)1987年，R.R.Bonetti等学者在IEEE MTT-S digest发表题为“Quadruple-mode Filters”文章中，提出通过耦合螺钉分离简并模，结构图如图4a所示，并实现单腔四模窄带带通滤波器，如图4b是该结构滤波器的仿真结果。从仿真结果可以看出，该滤波器的性能良好，但结构加工相对比较复杂。

3)2011年10月，张龙学者在“同轴型微波介质滤波器研究”文章中提出一种介质滤波器，如图5a所示，并在HFSS电磁仿真软件建模分析，实现了四模带通滤波器，仿真结果图如图5b所示。但这种结构比较复杂，而且从仿真结果可以看出带外没有传输零点，带外抑制较差。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种具有结构简单、加工容易、性能好的优点，而且具有比较宽的分数带宽，能够满足通信系统要求的采用单腔四模腔体谐振器的宽带滤波器。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种采用单腔四模腔体谐振器的宽带滤波器，其特征在于：包括腔体、第一端口、第二端口、第一微扰金属体以及第二微扰金属体；所述第一微扰金属体和第二微扰金属体设置在腔体内的底部，第一微扰金属体和第二微扰金属体的中心均偏离腔体的中心，且第一微扰金属体和第二微扰金属体以腔体的纵向中心线为中心相互对称；所述第一端口和第二端口设置在腔体上，并贯穿腔体外壁和内壁；所述第一端口处设有第一导体组件，所述第二端口处设有第二导体组件，所述第一导体组件的轴线和第二导体组件的轴线相垂直，并分别垂直于腔体的纵向中心线。

作为一种优选方案，所述第一导体组件由第一同轴内导体和第一同轴外导体焊接组成，所述第二导体组件由第二同轴内导体和第二同轴外导体焊接组成；所述第一同轴内导体从第一端口伸进腔体内，所述第一同轴外导体固定在第一端口处的腔体外壁上；所述第二同轴内导体从第二端口伸进腔体内，所述第二同轴外导体固定在第二端口处的腔体外壁上。

作为一种优选方案，所述第一同轴内导体和第二同轴内导体均采用耦合杆，所述第一同轴外导体和第二同轴外导体均采用SMA接头，所述SMA接头的末端与耦合杆焊接。

作为一种优选方案，所述每个SMA接头上设有四个通孔，所述腔体在第一端口和第二端口附近的位置上分别开有四个与SMA接头的通孔相对应的螺纹孔，所述每个SMA接头通过四根螺钉穿过四个通孔后与四个螺纹孔配合固定在腔体外壁上。

作为一种优选方案，所述第一微扰金属体的底面上设有与第一微扰金属体构成一整体的第一固定/调谐螺钉，所述第二微扰金属体的底面上设有与第二微扰金属体构成一整体的第二固定/调谐螺钉；所述第一微扰金属体通过第一固定/调谐螺钉安装在腔体内的底部，所述第二微扰金属体通过第二固定/调谐螺钉安装在腔体内的底部。