[发明专利]一种高Q多模介质谐振结构和介质滤波器

说明书

本发明公开了一种高Q多模介质谐振结构和介质滤波器，其包括空腔、介质支撑架、介质谐振器和盖板，所述空腔为密封的空间构成，其中空腔的一个面为盖板面；所述介质谐振器由介质构成；所述介质谐振器安装在空腔中，不与空腔内壁接触；所述介质支撑架安装在介质谐振器和空腔的内壁之间的任意位置并且匹配介质谐振器和空腔任意形状并连接固定，所述空腔内壁尺寸与其三个轴向对应的介质谐振器相对应尺寸之比为1.01‑4.5之间。本发明能够解决滤波器小体积、低插损、高抑制的方案，且能形成多模，Q值大于传统介质多模技术。

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种高Q多模介质谐振结构和滤波器。

背景技术

介质谐振器最早可追溯到上个世纪三十年代末，但是由于当时的工艺和技术水平较低，未能研制出在微波频段下损耗足够小的高介电常数材料，因而介质谐振器未能得到推广和应用。直到六十年代，由于材料科学和技术的进展，研制出低损耗、高介电常数的微波介质材料已成为可能。同时由于空间技术的发展，对电子设备的高可靠性和小型化的要求日益迫切。因此，对介质谐振器的研究又重新活跃了起来。在七十年代，美国和日本等国先后研制成功了几种满足性能要求的陶瓷介质系列材料。从此，介质谐振器才真正作为一种新的微波元件运用到微波电路中。如今，介质谐振器凭借其高Q，小体积和优异温度稳定性的优势，已广泛应用于各种射频应用中，如滤波器和天线等。

目前移动通信行业运营商对通信网络的投资在2015年4G建设高峰后，呈现出逐步下降的趋势，而终端用户的需求在朝着更好的覆盖，更多的数据流量，更大的通信带宽方向上逐年快速上升，整个通信行业在呼唤成本更低的解决方案。同时5G技术的商用化对滤波器的体积、重量和成本也提出了更高的要求，滤波器作为通信天馈系统的重要组成部分，是绕不开的关键器件。如何在成本更低的情况下，实现更佳的性能，更低的重量，更小体积，是滤波器供应商面对市场挑战所需要解决的问题。

随着第四代移动通讯向第五代移动通讯的快速发展，对通讯设备的小型化和高性能化的要求越来越高。传统滤波器由于其金属腔体积较大且性能一般，故逐渐被单模介质滤波器取代，单模介质滤波器主要包括TE01模介质滤波器和TM模介质滤波器，TE01模介质滤波器和TM模介质滤波器一般多采用单模介质谐振的方式，该谐振方式虽然能够提升一定Q值，但其存在制作成本高、体积大的缺点。

为了解决单模介质滤波器成本高、体积大的技术问题，三模介质滤波器应运而生。现有技术中，三模介质滤波器一般分为TE三模滤波器和TM三模滤波器。TE三模滤波器具有耦合方式复杂、体积大、Q值高的特点；TM三模滤波器具有耦合方式简单、体积小、Q值低的特点。对于相同频段的TE三模滤波器和TM三模滤波器而言，TM三模滤波器的重量、成本和体积比TE三模滤波器的小得多。故现有技术中一般将TE三模滤波器用于设计窄带滤波器，其余类型的滤波器一般采用TM三模滤波器。由于TM三模滤波器的介质谐振块上会焙银，焙银后在银层和介质谐振块的表面之间形成了玻璃态的物质，导致实际导电率大大下降，从而实际Q值较低，进一步限制了TM三模滤波器的使用范围。故如何获得一种小体积、高Q值的TM三模滤波器是滤波器研发的新方向。

高Q多模技术将滤波器应用于基站系统中，可在减小RRU(射频拉远单元)体积40％的同时，同时降低RRU的10％功耗，更加绿色环保。当多模技术滤波器性能指标与传统滤波器一样时，体积会大幅减小50％以上。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种高Q多模介质谐振结构和介质滤波器，其能够解决滤波器小体积、低插损、高抑制的方案，且能形成多模，Q值大于传统介质多模技术。