[发明专利]一种四模介质带通滤波器

说明书

本发明公开了一种四模介质带通滤波器，包括外部腔体以及四个在中心处进行开孔的圆柱形介质块、四个用于控制频率的调谐螺钉，位于滤波器中心处用于控制频率的短接金属柱、两个控制耦合的金属环形结构以及输入输出端口耦合结构。所述控制频率的调谐螺钉位于圆柱形介质块中心的通孔内，所述控制频率的短接金属柱位于滤波器的中心处；通过改变控制频率的调谐螺钉的尺寸可以控制滤波器的谐振频率，通过改变控制频率的短接金属柱的尺寸可以控制滤波器的谐振频率，通过改变介质块到滤波器的中心处距离可以控制滤波器的谐振频率，通过改变控制耦合的金属耦合环的尺寸可以控制滤波器的耦合强度。本发明具有体积小，Q值高和易加工等优点。

技术领域

本发明涉及介质滤波器的技术领域，具体涉及一种采用调谐螺钉、短接金属柱结构控制谐振频率以及采用金属耦合环结构控制耦合的新型四模介质滤带通波器。

背景技术

随着无线通信系统的高速发展，现代社会已经进入了一个信息高速传播的时代，时刻可见信息在我们的身边进行传递，无线通信已经被广泛应用于社会生活的各个领域，比如移动通信、雷达导航和电子对抗。微波滤波器在无线通信系统有着不可替代的重要作用，在无线通信的过程中对进行通信的频率起着选择作用，即抑制不需要的频率，使其不能通过，同时让有用的频率通过，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。

2011年,Luca Pelliccia和Fabrizio Cacciamani等人在Microwave ConferenceProceedings(APMC)上发表题为“Ultra-compact pseudoelliptic waveguide filtersusing TM dual-mode dielectric resonators”的文章。作者利用使用了TM模的介质谐振器，实现了双腔四阶双模介质滤波器。该滤波器的腔内耦合是通过对外部金属腔进行切角实现的，通过控制金属腔切角的大小，可以实现对腔内耦合强度的控制，该滤波器的腔间耦合是通过在两个腔体磁场强度最强的位置开槽实现的。

2012年S.Yakuno和T.Ishizaki在Microwaves Conference Proceedings上发表题为“Novel Cavity-Type Multi-Mode Filter using TEM-mode and TE-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IEEE Trans.Microwave.Theory Tech上发表题为“Quad-Mode and Dual-Mode Dielectric Resonator Filters”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。

发明内容