用於同軸諧振濾波器的諧振腔和同軸諧振濾波器的製造方法
2023-09-23 09:13:05 2
用於同軸諧振濾波器的諧振腔和同軸諧振濾波器的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種用於微波領域的濾波器的諧振腔和同軸諧振濾波器，該諧振腔的高度、長度和寬度均為50毫米、腔體內的外導柱的高度為45毫米、外徑為16毫米、內徑為14毫米，設於外導柱內的內導柱的直徑為6毫米至10毫米。使用該諧振腔的同軸諧振濾波器具有帶內插損低，通帶陡度高及高Q值的優點。
【專利說明】用於同軸諧振濾波器的諧振腔和同軸諧振濾波器
【技術領域】
[0001]本發明涉及微波【技術領域】，特別是涉及一種用於同軸諧振濾波器的諧振腔和同軸諧振濾波器。
【背景技術】
[0002]微波通訊技術的飛速發展和不斷成熟使得濾除雜波尤為重要。
[0003]在移動通信網絡普及發展的今天，各種微波移動通信網絡所用頻帶範圍接近，相互容易造成幹擾。如，GSM網絡所用頻率與GSMI網絡頻率接近，雙方的系統若有故障造成頻率偏差，極易造成網絡串線或掉線等故障。高品質的微波濾波器對保證無線通訊網絡健康運行是至關重要的。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種諧振腔和同軸諧振濾波器，使用該諧振腔的同軸諧振濾波器具有帶內插損低，通帶陸度高及高Q值的優點。
[0005]在其中一種實施例中，所述一種用於同軸諧振濾波器的諧振腔，所述諧振腔的高度、長度和寬度均為50毫米、腔體內的外導柱的高度為45毫米、外徑為16毫米、內徑為14毫米，設於外導柱內的內導柱的直徑為6毫米至10毫米。
[0006]在其中一個實施例中，所述內導柱伸入外導柱的深度是可調的。
[0007]在其中一個實施例中，所述外導柱與所述諧振腔的腔體為一體成型結構。
[0008]在其中一個實施例中，所述內導柱為螺栓，內導柱通過螺紋連接的方式固定在蓋板上。
[0009]一種同軸諧振濾波器，包括多個諧振腔，所述諧振腔的高度、長度和寬度均為50毫米、腔體內的外導柱的高度為45毫米、外徑為16毫米、內徑為14毫米，設於外導柱內的內導柱的直徑為6毫米至10毫米。
[0010]在其中一個實施例中，所述通道包括八個諧振腔，分別為第一諧振腔、第二諧振腔、第三諧振腔、第四諧振腔、第五諧振腔、第六諧振腔、第七諧振腔、第八諧振腔，所述第一諧振腔、第二諧振腔、第三諧振腔、第四諧振腔、第五諧振腔、第六諧振腔、第七諧振腔、第八諧振腔依次通過窗口相連通並排成2*4的陣列，所述第一諧振腔與第四諧振腔通過窗口直接相連通，所述第五諧振腔與第八諧振腔通過窗口直接連通。
[0011]在其中一個實施例中，所述諧振腔、外導柱和蓋板均由金屬鋁製成。
[0012]在其中一個實施例中，所述諧振腔、內導柱、外導柱和蓋板的外表面均鍍有銀或銀麼麼
I=1-Wl O
[0013]在其中一個實施例中，所述同軸諧振濾波器還包括設於通道的至少二個諧振腔的交匯處產生傳輸零點的調節杆。
[0014]在其中一個實施例中，所述調節杆形狀為U形。
[0015]上述諧振腔和同軸諧振雙工器根據電磁傳輸理論進行設計，由電磁仿真及實際測試結果可以看出使用該諧振腔的同軸諧振雙工器具有帶內插損低，通帶陡度高及高Q值的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為一個實施例的同軸諧振濾波器示意圖；
[0017]圖2為圖1所示同軸諧振濾波器的其中一個諧振腔結構示意圖；
[0018]圖3為圖1所示同軸諧振濾波器信號通過時測試結果示意圖。
【具體實施方式】
[0019]請參考圖1與圖2，一個實施例提供一種同軸諧振濾波器100。該同軸諧振濾波器100包括八個諧振腔。信號傳輸腔體110通過連接器120及連接線121與外部微波電路相連，用來傳輸並過濾信號。
[0020]通道的八個諧振腔分別為第一諧振腔131、第二諧振腔132、第三諧振腔133、第四諧振腔134、第五諧振腔135、第六諧振腔136、第七諧振腔137、第八諧振腔138。第一諧振腔
131、第二諧振腔132、第三諧振腔133、第四諧振腔134、第五諧振腔135、第六諧振腔136、第七諧振腔137、第八諧振腔138依次通過金屬壁上的窗口相連通並排成2*4的陣列。第一諧振腔131與第四諧振腔134直接相連通，第五諧振腔135與第八諧振腔138直接相連通。它們的公用壁上開設有起連通作用的槽，其中槽的寬度由諧振腔體之間的耦合強度決定，耦合強度越強，則槽的寬度越大。這樣，第一諧振腔131與第四諧振腔134之間的交叉耦合就會較好。同理，第五諧振腔135與第八諧振腔138之間的交叉耦合就會較好。諧振腔中的耦合強度還可由設在腔體間窗口處的螺杆深入窗口的位置調節。
[0021]該同軸諧振濾波器100 —共使用了 8個諧振腔，這8個諧振腔形成2*4矩陣布局，產生了足夠的傳輸零點，能夠滿足設計需要。因為該同軸諧振濾波器使用的諧振腔數目較少且布局合理，所以該同軸諧振濾波器的體積較小。較多的傳輸零點，也使該同軸諧振濾波器100實現了高選擇性，同時可以起到減少諧振級數、減小插入損耗的作用。當然，本發明不限定各個諧振腔的具體位置，本【技術領域】的人員可以適當調整諧振腔的位置，其仍在本發明的保護範圍之內。
[0022]發射通道與接收通道的諧振腔的腔體內設有外導柱170，外導柱170內設有內導柱180，內導柱180伸入外導柱170的深度是可調的。此處的內導柱180為螺栓，內導柱180通過螺紋連接的方式固定在蓋板190上。也就是說，蓋板190上設有螺紋孔，內導柱180上有與蓋板上的螺紋孔相配合的螺紋，這樣內導柱180就可以通過螺紋連接的方式固定在蓋板上。同時，內導柱180將部分伸入到外導柱170中。通過調節內導柱180伸入外導柱170內的深度可以調整該同軸諧振雙工器100的性能，以滿足實際使用的需要。
[0023]發射通道和接收通道的諧振腔的腔體的高度、長度和寬度均為50毫米、腔體內的外導柱的高度為45毫米、外徑為16毫米、內徑為14毫米，設於外導柱內的內導柱的直徑為6毫米至10毫米，此處內導柱180的直徑為6毫米。外導柱170的尺寸較小，從而使諧振腔的體積不需要做的較大，從而在滿足性能要求的同時進一步減小該同軸諧振雙工器100體積。
[0024]在該實施例中，外導柱170與發射通道和接收通道的諧振腔的腔體為一體成型結構，在其它實施例中，外導柱170可以可拆卸的固定在諧振腔的底部。諧振腔、外導柱170和蓋板190均由金屬鋁製成。諧振腔、內導柱180、外導柱170和蓋板的外表面均鍍有銀或銀合金。這樣可以提高該同軸諧振濾波器100的Q值，減少通帶插損，增強帶外抑制。
[0025]該同軸諧振濾波器100還包括設於通道的至少二個諧振腔的交匯處產生傳輸零點的調節杆。這些調節杆是U形調節杆151和152。具體的，第一諧振腔131、第二諧振腔
132、第三諧振腔133、第四諧振腔134的交匯處設有U形調節杆151，連接第一諧振腔131和第三諧振腔133，但U形杆151不接觸第一諧振腔131和第三諧振腔133的外導柱。第五諧振腔135、第六諧振腔136、第七諧振腔137、第八諧振腔138的交匯處也設有U形調節杆152，連接第五諧振腔135與第七諧振腔137，但U形杆152不接觸第五諧振腔135和第七諧振腔137的外導柱。這些U型杆可以實現磁性交叉耦合，產生傳輸零點，從而有效提高該同軸諧振濾波器100中的通道帶外的信號抑制。
[0026]根據電磁傳輸理論，諧振腔沿電磁波傳播方向的高度H與諧振頻率&關係式為:
ff — cO
[。。27] 4/0V^
[0028]此外，關係式:
2.745 x1ο-4
[0029]CL = ~xZ)xOxLx(￡*rx//cx f)m dB
ZdQ X \LJ + C/J
[0030]給出了CL、Z0、D、0、L、ε r、μ c、f 的關係。
[0031]其中CL:導體損耗、Ztl:特徵阻抗、D:外導體的內徑、O:內導體直徑、L:導體長度、ε r:介電常數、μ。:導體相對磁通量、f:頻率
[0032]同軸線的特性阻抗可以表示為:
? 60.b
[0033]zo =-T=In-
a
[0034]式中:a為濾波器中的外導柱外徑的一半，b為諧振腔長度的一半。此外，b和a的選取原則滿足如下條件:
[0035]最大功率容量條件:b/a > 1.65 ；
[0036]最小衰減條件:b/a < 3.592。
[0037]按照以上原則並根據電磁仿真及實際測試結果，我們發現通帶頻率在800-1000兆赫的理想的諧振腔的腔體的高度、長度和寬度均為50毫米、腔體內的外導柱的高度為45毫米、外徑為16毫米、內徑為14毫米，設於外導柱內的內導柱的直徑為6毫米至10毫米。
[0038]請參考圖3。該同軸諧振濾波器100主要適用於通帶頻率為800MHz到900MHz的應用。該同軸諧振濾波器100根據廣義切比雪夫濾波器原理設計，具有帶內等波紋，帶外有限傳輸零點可控，帶外抑制度好等特點。本發明使用安捷倫網絡分析儀8753E對該同軸諧振濾波器100進行測試，從測試結果可以看出:該同軸諧振濾波器100的通帶內插損在-1.5dB以內，帶外抑制高，峰值抖動0.5dB範圍內，滿足使用要求。圖3高頻一側陡度較大，波形轉折明顯，顯示即為Q值高；通帶內波形平直，顯示即為峰值抖動小；且通帶波形達到0.5dB，說明帶內插損低。阻帶內波形在_40dB以下，說明帶外抑制高。所以，該同軸諧振濾波器100具有體積小,帶內插損低,通帶陸度高及高Q值的優點。
[0039]該同軸諧振濾波器的發射通道和接收通道一共使用了 8個諧振腔，這8個諧振腔形成近似的2*4矩陣布局，產生了足夠的傳輸零點，能夠滿足設計需要。因為該同軸諧振濾波器使用的諧振腔數目較少且布局合理，結構緊湊，所以該同軸諧振濾波器的體積較小，可以滿足小型化的需要。
[0040]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種用於同軸諧振濾波器的諧振腔，所述諧振腔的高度、長度和寬度均為50毫米、腔體內的外導柱的高度為45毫米、外徑為16毫米、內徑為14毫米，設於外導柱內的內導柱的直徑為6毫米至10毫米。
2.根據權利要求1所述的用於同軸諧振濾波器的諧振腔，其特徵在於，所述內導柱伸入外導柱的深度是可調的。
3.根據權利要求2所述的用於同軸諧振濾波器的諧振腔，其特徵在於，所述外導柱與所述諧振腔的腔體為一體成型結構。
4.根據權利要求2所述的用於同軸諧振濾波器的諧振腔，其特徵在於，所述內導柱為螺栓，內導柱通過螺紋連接的方式固定在蓋板上。
5.一種同軸諧振濾波器，包括多個諧振腔，所述諧振腔的高度、長度和寬度均為50毫米、腔體內的外導柱的高度為45毫米、外徑為16毫米、內徑為14毫米，設於外導柱內的內導柱的直徑為6毫米至10毫米。
6.根據權利要求5所述的同軸諧振濾波器，其特徵在於，所述濾波器包括八個諧振腔，八個諧振腔分別為第一諧振腔、第二諧振腔、第三諧振腔、第四諧振腔、第五諧振腔、第六諧振腔、第七諧振腔、第八諧振腔，所述第一諧振腔、第二諧振腔、第三諧振腔、第四諧振腔、第五諧振腔、第六諧振腔、第七諧振腔、第八諧振腔依次通過窗口相連通並排成2*4的陣列，所述第一諧振腔與第四諧振腔通過窗口直接相連通，所述第五諧振腔與第八諧振腔通過窗口直接相連通。
7.根據權利要求6所述的同軸諧振濾波器，其特徵在於，所述諧振腔、外導柱和蓋板均由金屬招製成。
8.根據權利要求7所述的同軸諧振濾波器，其特徵在於，所述諧振腔、內導柱、外導柱和蓋板的外表面均鍍有銀或銀合金。
9.根據權利要求8所述的同軸諧振雙工器，其特徵在於，所述同軸諧振濾波器還包括設於通道的至少二個諧振腔的交匯處產生傳輸零點的調節杆。
10.根據權利要求9所述的同軸諧振雙工器，其特徵在於，所述調節杆的形狀為U形。
【文檔編號】H01P1/205GK104241798SQ201310237635
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月17日 優先權日:2013年6月17日
【發明者】劉寅, 吳昉, 史慶軍 申請人:蘇州絡灣電子科技有限公司