[实用新型]一种小型四模腔体双频宽带滤波器

说明书

本实用新型公开了一种小型四模腔体双频宽带滤波器，包括：圆柱形金属腔体，SMA射频连接输入端口，SMA射频连接输出端口，倒置的L形输入馈线，倒置的L形输出馈线，第一实心内导体和第二实心内导体，整个滤波器结构为关于对称面A‑A’的对称结构。本实用新型实现了小尺寸且高功率容量的双频宽带特性，通带两边都有传输零点带来较高的通带选择性，此外，还具有低色散、设计和加工简单等特性，能够满足小型双频宽带通信系统的设计要求，可应用于移动通信、雷达、卫星等微波电子系统中。

技术领域

本实用新型涉及一种腔体滤波器，尤其涉及一种小型四模腔体双频宽带滤波器。

背景技术

随着无线通信的迅猛发展，频谱资源显得日益紧张。为了降低通信成本和提高频谱利用率，双频滤波器作为最常用的多频滤波器，因其能兼容不同制式的双频通信系统前端的关键器件而成为研究热点。腔体双频滤波器由于具有低插损、高Q值(品质因数)、高功率容量和高稳定性等优势，在高选择性的窄带通信中获得了广泛应用，尤其是以腔体滤波器为主的射频滤波器仍是移动通信基站、卫星通信系统和军用通信系统中的关键设备之一。

然而，随着无线通信向小型化和宽频化发展，无线多频通信系统对腔体滤波器提出了更高的要求。首先，腔体滤波器的尺寸影响着整个系统尺寸、集成与封装以及生产成本，小型化是发展趋势；与此同时，高速率数据传输的趋势使得工作频谱的带宽越来越宽，为缓解微波频谱资源紧张，无线通信正向毫米波和太赫兹频段发展。小型腔体宽带多频滤波器是卫星、雷达、和移动通信等宽带多频通信系统中急需的关键器件。

目前宽带双频滤波器只能通过平面微带结构实现，2013年，Wen Wu研究团队通过采用开路枝节加载短路阶跃阻抗谐振器的方法提出一种小型平面宽带双频滤波器(IEEETransaction on MTT)。其频响图如图1所示，其两个通带的FBW分别为48.5％和54.2％。这种方法设计的宽带双频滤波器不仅具有良好的通带特性和频率选择性，而且尺寸较小。

由于腔体的高Q值特性，腔体双频宽带滤波器的研究还处于空白，对于腔体双频宽带滤波器设计而言，难点在于如何使腔体双频滤波器各通带带宽增加，或者从另一个角度，如何使腔体单频宽带滤波器再增加一个宽频通带。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构紧凑、体积小、成本低、高Q值，高功率容量且能实现腔体双频宽带的小型四模腔体双频宽带滤波器。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是，构造一种小型四模腔体双频宽带滤波器，包括：圆柱形金属腔体，SMA射频连接输入端口，SMA射频连接输出端口，倒置的L形输入馈线，倒置的L形输出馈线，第一实心内导体和第二实心内导体；所述小型四模腔体双频宽带滤波器关于对称面A-A’对称；

所述倒置的L形输入馈线与所述SMA射频连接输入端口的信号线连接；所述倒置的L形输出馈线与所述SMA射频连接输出端口的信号线连接，所述SMA射频连接输入端口和输出端口正交固定在所述圆柱形金属腔体的外壁上；所述第一实心内导体和第二实心内导体为等高度等直径且高度远大于直径的圆柱体垂直连接所述圆柱形金属腔体的下圆底面，所述第一实心内导体和所述第二实心内导体的高度决定TM₀₁模和TM₁₁模的谐振频率，TM₀₁模和TM₁₁模用于实现低频通带；所述圆柱形金属腔体的直径影响TE+模和TE-模的谐振频率，TE+模和TE-模用于实现高频通带，所述圆柱形金属腔体高度高于所述第一实心内导体和所述第二实心内导体的高度。