專利名稱：可控電磁混合耦合同軸腔濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微波濾波器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有可控電磁混合耦 合結(jié)構(gòu)的同軸腔濾波器。
背景技術(shù)：
同軸腔濾波器被大量應(yīng)用于無(wú)線通信基站，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，只具有 主耦合路徑的腔體濾波器只能實(shí)現(xiàn)普通的切比雪夫函數(shù)濾波響應(yīng)而無(wú)法實(shí)現(xiàn) 具有傳輸零點(diǎn)的橢圓函數(shù)濾波響應(yīng)。目前幾乎所有的橢圓函數(shù)濾波特性都是由 交叉耦合濾波器實(shí)現(xiàn)的，但傳統(tǒng)的交叉耦合濾波器存在階數(shù)高，體積較大，設(shè) 計(jì)難度高的缺點(diǎn)。
在現(xiàn)有的腔體濾波器中，所有相鄰或非相鄰的諧振單元之間都只存在單一 的可控電耦合或磁耦合，而不存在可控的電磁混合耦合。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有主耦合濾波器無(wú)法實(shí)現(xiàn)橢圓函數(shù)濾波特性 的問(wèn)題，克服現(xiàn)有交叉耦合濾波器體積仍然較大的問(wèn)題，提供一種具有可控電 磁混合耦合結(jié)構(gòu)的同軸腔濾波器以及由所述可控電磁混合耦合濾波器構(gòu)成的 雙工器，用只具有主耦合設(shè)置的濾波器實(shí)現(xiàn)橢圓函數(shù)濾波特性。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案
這種可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，包括導(dǎo)體殼，導(dǎo)體殼內(nèi)開(kāi)有兩個(gè) 或兩個(gè)以上的諧振腔，所述導(dǎo)體殼頂部由導(dǎo)體蓋板密封，所述導(dǎo)體殼開(kāi)有通 孔，輸入/輸出裝置穿過(guò)導(dǎo)體殼上的所述通孔；兩個(gè)或兩個(gè)以上的導(dǎo)體諧振器 底部固定在所述導(dǎo)體殼內(nèi)，并與所述導(dǎo)體殼接觸形成短路；與所述導(dǎo)體諧振 器頂部正對(duì)的所述導(dǎo)體蓋板上有調(diào)諧螺釘；在需要電磁混合耦合的相鄰的兩 個(gè)所述導(dǎo)體諧振器之間設(shè)有電磁混合耦合控制組件，該電磁混合耦合控制組 件包括導(dǎo)體細(xì)桿、上表面有導(dǎo)體貼片的介質(zhì)基片、調(diào)諧螺釘，所述導(dǎo)體細(xì)桿 的兩端分別與相鄰兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器的側(cè)壁接觸，所述介質(zhì)基片底部的兩 端分別與相鄰兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器的頂部接觸，所述調(diào)諧螺釘穿過(guò)所述導(dǎo)體
蓋板，下端伸入相鄰的兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器之間的諧振腔內(nèi)。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，其 特征是，所述導(dǎo)體諧振器為中空?qǐng)A柱形，頂部設(shè)有平頂，所述導(dǎo)體諧振器的
頂部貫通所述平頂；所述導(dǎo)體諧振器的長(zhǎng)度小于所述可控電磁混合耦合同軸 腔濾波器工作波長(zhǎng)的四分之一 。
所述介質(zhì)基片底部的兩端分別與相鄰兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器頂部平頂?shù)纳?表面用粘合劑粘合，或用螺釘固定。
所述導(dǎo)體諧振器側(cè)壁開(kāi)有若干小孔。
所述導(dǎo)體細(xì)桿為圓柱形，兩端分別嵌入相鄰兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器側(cè)壁的 小孔內(nèi)。
所述導(dǎo)體細(xì)桿與所述導(dǎo)體諧振器的側(cè)壁直接焊接固定。
所述輸入/輸出裝置外接同軸電纜的內(nèi)芯；所述輸入/輸出裝置是輸入/輸 出導(dǎo)體探針。
所述導(dǎo)體諧振器由緊定螺釘固定在所述導(dǎo)體殼內(nèi)。
所述導(dǎo)體蓋板與導(dǎo)體殼由螺釘固定連接。
所述導(dǎo)體殼內(nèi)的所有導(dǎo)體材料表面為鍍銀層。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 傳統(tǒng)的主耦合腔體濾波器只能實(shí)現(xiàn)普通的切比雪夫?yàn)V波響應(yīng)，而本實(shí) 用新型通過(guò)對(duì)相鄰諧振腔之間主耦合中電磁混合耦合的控制可以實(shí)現(xiàn)性能更 好的橢圓函數(shù)濾波器，減少了所需諧振單元的數(shù)目，從而減小了濾波器的體積， 降低了生產(chǎn)成本。
2、 與現(xiàn)有的交叉耦合濾波器相比，本實(shí)用新型具有更低的階數(shù)、更小的 體積以及更靈活的傳輸零點(diǎn)設(shè)置。傳統(tǒng)的交叉耦合濾波器需要至少三個(gè)諧振單 元才能產(chǎn)生一個(gè)傳輸零點(diǎn)；而本實(shí)用新型只需要一個(gè)包含兩個(gè)諧振單元的電磁 混合耦合濾波單元就可以產(chǎn)生一個(gè)傳輸零點(diǎn)。交叉耦合濾波器的傳輸零點(diǎn)需要 整體設(shè)計(jì)，其中每個(gè)傳輸零點(diǎn)位置的變化都會(huì)導(dǎo)致其他傳輸零點(diǎn)的變化；而在 本實(shí)用新型中，每個(gè)傳輸零點(diǎn)都是由單個(gè)的可控電磁混合耦合單元獨(dú)立創(chuàng)造 的，因此在高階的混合耦合濾波器中，單個(gè)傳輸零點(diǎn)變化不會(huì)引起其它傳輸零 點(diǎn)的變化，很容易實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱的濾波器響應(yīng)。
3、 本實(shí)用新型可以與現(xiàn)有的交叉耦合技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造出體積更小，性能更優(yōu)越的橢圓函數(shù)濾波器。


圖1是本實(shí)用新型可控電磁混合耦合同軸腔濾波器的結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2是由多個(gè)可控電磁混合耦合同軸腔濾波單元構(gòu)成的高階橢圓函數(shù)濾 波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是由多個(gè)可控電磁混合耦合同軸腔濾波單元構(gòu)成的另一種高階橢圓 函數(shù)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型可控電磁混合耦合同軸腔濾波器中相鄰?fù)S諧振腔之 間可控電磁混合耦合結(jié)構(gòu)的工作原理圖。
圖5是具有一個(gè)低阻帶傳輸零點(diǎn)的二階可控電磁混合耦合同軸腔濾波器 頻率響應(yīng)的電磁仿真曲線。
圖6是具有一個(gè)高阻帶傳輸零點(diǎn)的二階可控電磁混合耦合同軸腔濾波器 頻率響應(yīng)的電磁仿真曲線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。 本實(shí)用新型提出的可控電磁混合耦合同軸腔濾波器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，導(dǎo) 體殼1內(nèi)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的諧振腔2，導(dǎo)體殼1的頂部被導(dǎo)體蓋板3封閉， 導(dǎo)體蓋板3的四周與導(dǎo)體殼1接觸的地方由均勻分布的金屬螺釘進(jìn)行固定， 導(dǎo)體蓋板3可拆卸以便設(shè)置諧振腔2內(nèi)各部件。導(dǎo)體諧振器4頂部設(shè)有一個(gè) 圓形或任意其他形狀的平頂，使導(dǎo)體諧振器4工作時(shí)所需長(zhǎng)度比普通的導(dǎo)體諧 振器工作時(shí)所需長(zhǎng)度更短,導(dǎo)體諧振器4的長(zhǎng)度小于可控電磁混合耦合濾波器 工作波長(zhǎng)的四分之一；導(dǎo)體諧振器4為中空?qǐng)A柱形，其頂部貫穿所述平頂，底 部由緊定螺釘5固定在所述導(dǎo)體殼1內(nèi)；導(dǎo)體諧振器4的側(cè)壁上開(kāi)有若干小 孔8。與導(dǎo)體諧振器頂部正對(duì)的導(dǎo)體蓋板3上設(shè)有相應(yīng)的調(diào)諧螺釘6，用于調(diào) 整濾波器的工作頻率。輸入/輸出導(dǎo)體探針7通過(guò)導(dǎo)體殼1上的通孔把電磁能 量引入導(dǎo)體殼1和從導(dǎo)體殼1中提取電磁能量，輸入/輸出導(dǎo)體探針7可以接 觸導(dǎo)體諧振器4，也可以不接觸導(dǎo)體諧振器4。當(dāng)可控混合耦合同軸腔濾波器 工作時(shí)，輸入/輸出導(dǎo)體探針7穿過(guò)導(dǎo)體殼1上的通孔，通過(guò)連接裝置與導(dǎo)體 殼1外部的同軸電纜的內(nèi)芯相連。在需要電磁混合耦合的相鄰兩個(gè)導(dǎo)體諧振腔 器4之間設(shè)有一組電磁混合耦合控制組件，該組件包括一個(gè)圓柱形的導(dǎo)體細(xì)桿9， 一個(gè)上表面設(shè)有矩形導(dǎo)體貼片10的介質(zhì)基片11， 一個(gè)穿過(guò)導(dǎo)體蓋板3的 調(diào)諧螺釘12。控制電磁混合耦合的組件可以協(xié)同工作，控制兩個(gè)相鄰的導(dǎo)體 諧振器4之間的電磁混合耦合。導(dǎo)體細(xì)桿9的兩端分別插入相鄰兩個(gè)諧振器4 側(cè)壁的小孔8內(nèi)，導(dǎo)體桿9所插入的小孔8的位置越高，則導(dǎo)體桿9的位置 也就越高，必要時(shí)可以焊接固定。介質(zhì)基片11底部的兩端分別與相鄰兩個(gè)導(dǎo) 體諧振器4頂部平頂?shù)纳媳砻娼佑|，接觸面可以用粘合劑粘合，也可以用螺釘 將介質(zhì)基片11固定在導(dǎo)體諧振器4頂部的平頂上。調(diào)諧螺釘12穿過(guò)導(dǎo)體蓋 板3，下端伸入相鄰的兩個(gè)導(dǎo)體諧振器4之間的諧振腔2內(nèi)，用于微調(diào)兩個(gè)相 鄰的諧振腔2之間電磁耦合能量的大小。
通過(guò)電磁混合耦合而相互耦合的兩個(gè)相鄰的諧振腔2、導(dǎo)體諧振器4及其 相應(yīng)的電磁混合耦合控制組件構(gòu)成一個(gè)單獨(dú)的可控電磁混合耦合濾波單元。在 一個(gè)可控電磁混合耦合濾波單元中，電磁混合耦合的控制方法如圖4所示
當(dāng)可控電磁混合耦合濾波器工作時(shí)，諧振腔2內(nèi)的電磁場(chǎng)分布模式為TEM 模式，諧振腔2內(nèi)磁力線H環(huán)繞導(dǎo)體諧振器4呈環(huán)形分布。導(dǎo)體桿9的兩端 與相鄰的兩個(gè)導(dǎo)體諧振器4相接觸，與導(dǎo)體諧振器4和諧振腔2共同構(gòu)成了 電流環(huán)路，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，諧振腔2內(nèi)磁場(chǎng)使導(dǎo)體桿9的外表面 產(chǎn)生了磁感應(yīng)電流丄導(dǎo)體桿9的位置越高，這個(gè)回路的面積就越大，穿過(guò)這 個(gè)回路的磁通量就越大，則磁感應(yīng)電流J也就越大，進(jìn)而兩個(gè)諧振腔2之間的 磁耦合也就越強(qiáng)，因此控制導(dǎo)體桿9的高度就可以控制相鄰兩個(gè)諧振腔2之 間的磁耦合強(qiáng)度。當(dāng)可控電磁混合耦合濾波器工作時(shí)，導(dǎo)體諧振器4的頂部與 導(dǎo)體貼片itl之間存在分布電容，從而形成相鄰兩個(gè)諧振腔2之間的電耦合， 導(dǎo)體貼片10的長(zhǎng)度越長(zhǎng)或所述介質(zhì)基片11的介電常數(shù)越大，相鄰的兩個(gè)諧 振腔2之間的電耦合就越強(qiáng)。同時(shí)控制兩個(gè)相鄰諧振腔之間的電耦合強(qiáng)度和磁 耦合強(qiáng)度，就可以控制電磁混合耦合濾波單元所產(chǎn)生的傳輸零點(diǎn)位置以實(shí)現(xiàn)所 需要的橢圓函數(shù)濾波器特性。當(dāng)電耦合大于磁耦合時(shí)，可控電磁混合耦合濾波 單元可以實(shí)現(xiàn)通帶左側(cè)的傳輸零點(diǎn)，相應(yīng)的電磁仿真頻率響應(yīng)曲線如圖5所 示；當(dāng)電耦合小于磁耦合時(shí)，可控電磁混合耦合濾波單元可以實(shí)現(xiàn)通帶右側(cè)的 傳輸零點(diǎn)，相應(yīng)的電磁仿真頻率響應(yīng)曲線如圖6所示。
電磁信號(hào)通過(guò)任意一個(gè)可控電磁混合耦合濾波單元都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)傳輸零 點(diǎn)，通過(guò)分別控制電耦合能量和磁耦合能量的大小可以控制該傳輸零點(diǎn)的位置。每個(gè)可控電磁混合耦合濾波單元可以獨(dú)立工作構(gòu)成一個(gè)具有單個(gè)傳輸零點(diǎn) 的二階橢圓函數(shù)濾波器，也可以與其它可控電磁混合耦合濾波單元或諧振單元 相互耦合并且協(xié)同工作，構(gòu)成具有多個(gè)傳輸零點(diǎn)的高階橢圓函數(shù)濾波器，如圖2、圖3所示。
導(dǎo)體殼1內(nèi)所有的導(dǎo)體材料表面都要鍍銀，在裝配所有濾波器部件過(guò)程 中，操作時(shí)應(yīng)戴手套以保護(hù)鍍銀表面。
權(quán)利要求1、一種可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，包括導(dǎo)體殼(1)，導(dǎo)體殼(1)內(nèi)開(kāi)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的諧振腔(2)，其特征是，所述導(dǎo)體殼(1)頂部由導(dǎo)體蓋板(3)密封，所述導(dǎo)體殼(1)開(kāi)有通孔，輸入/輸出裝置(7)穿過(guò)導(dǎo)體殼(1)上的所述通孔；兩個(gè)或兩個(gè)以上的導(dǎo)體諧振器(4)底部固定在所述導(dǎo)體殼(1)內(nèi)，并與所述導(dǎo)體殼(1)接觸形成短路；與所述導(dǎo)體諧振器(4)頂部正對(duì)的所述導(dǎo)體蓋板(3)上有調(diào)諧螺釘(6)；在需要電磁混合耦合的相鄰的兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器(4)之間設(shè)有電磁混合耦合控制組件，該電磁混合耦合控制組件包括導(dǎo)體細(xì)桿(9)、上表面有導(dǎo)體貼片(10)的介質(zhì)基片(11)、調(diào)諧螺釘(12)，所述導(dǎo)體細(xì)桿(9)的兩端分別與相鄰兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器(4)的側(cè)壁接觸，所述介質(zhì)基片(11)底部的兩端分別與相鄰兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器(4)的頂部接觸，所述調(diào)諧螺釘(12)穿過(guò)所述導(dǎo)體蓋板(3)，下端伸入相鄰的兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器(4)之間的諧振腔(2)內(nèi)。
2、 根據(jù)te利要求1所述可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，其特征是，所 述導(dǎo)體諧振^ (4)為中空?qǐng)A柱形，頂部設(shè)有平頂，所述導(dǎo)體諧振器(4)的 頂部貫通所詿平頂；所述導(dǎo)體諧振器(4)的長(zhǎng)度小于所述可控電磁混合耦合 同軸腔濾波器工作波長(zhǎng)的四分之一。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，其特征是，所 述介質(zhì)基片(11)底部的兩端分別與相鄰兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器(4)頂部平頂 的上表面用粘合劑粘合，或用螺釘固定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，其特征是，所 述導(dǎo)體諧振器(4)側(cè)壁開(kāi)有若干小孔(8)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，其特征是，所 述導(dǎo)體細(xì)桿(9)為圓柱形，兩端分別嵌入相鄰兩個(gè)所述導(dǎo)體諧振器(4)側(cè) 壁的小孔(8)內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，其特征是，所 述導(dǎo)體細(xì)桿(9)與所述導(dǎo)體諧振器(4)的側(cè)壁直接焊接固定。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，其特征是，所 述輸入/輸出裝置(7)外接同軸電纜的內(nèi)芯；所述輸入/輸出裝置(7)是輸入/輸出導(dǎo)體探針。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，其特征是，所 述導(dǎo)體諧振器(4)由緊定螺釘(5)固定在所述導(dǎo)體殼(1)內(nèi)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，其特征是，所 述導(dǎo)體蓋板(3)與導(dǎo)體殼(1)由螺釘固定連接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，其特征是， 所述導(dǎo)體殼(1)內(nèi)所有的導(dǎo)體材料表面為鍍銀層。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可控電磁混合耦合同軸腔濾波器，包括導(dǎo)體殼，導(dǎo)體殼內(nèi)開(kāi)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的諧振腔，導(dǎo)體殼頂部由導(dǎo)體蓋板密封，導(dǎo)體殼開(kāi)有通孔，輸入/輸出裝置穿過(guò)導(dǎo)體殼上的通孔；兩個(gè)或兩個(gè)以上的導(dǎo)體諧振器底部固定在導(dǎo)體殼內(nèi)，并與導(dǎo)體殼接觸形成短路；與導(dǎo)體諧振器頂部正對(duì)的導(dǎo)體蓋板上有調(diào)諧螺釘；在需要電磁混合耦合的相鄰的兩個(gè)導(dǎo)體諧振器之間設(shè)有電磁混合耦合控制組件。本實(shí)用新型用只具有主耦合路徑的同軸腔濾波器實(shí)現(xiàn)了橢圓函數(shù)濾波特性，具有體積小，成本低，插入損耗小，響應(yīng)非對(duì)稱的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01P1/20GK201181730SQ20082004643
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者歡 王, 褚慶昕 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)