本發(fā)明涉及射頻濾波器件領(lǐng)域，具體地，涉及一種新型的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)及多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器。

背景技術(shù)：

濾波器是一種選頻器件，可以使信號(hào)中特定頻段的頻率成分通過(guò)，而極大地衰減其它頻率成分。波導(dǎo)濾波器是通信系統(tǒng)中常用濾波器的一種，傳統(tǒng)的波導(dǎo)濾波器為金屬腔體結(jié)構(gòu)，中間為空氣，金屬材料在邊緣起到電磁屏蔽和結(jié)構(gòu)支撐的作用。采用此種方式的濾波器有較高的品質(zhì)因數(shù)Q值，但是卻存在體積及重量較大，不利于安裝和運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題。隨著通信系統(tǒng)的發(fā)展，要求濾波器具有低插損、高抑制、承受功率大、低成本和小型化等特點(diǎn)，由此又提出了介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)：即用高介電常數(shù)的介質(zhì)材料替代空氣部分，并起到傳導(dǎo)電磁波和結(jié)構(gòu)支撐作用，同時(shí)在介質(zhì)塊表面被銀層，以起電磁屏蔽作用，可以顯著減小濾波器的體積和成本。

對(duì)于多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，一般采用具有一定長(zhǎng)度的耦合橋來(lái)連接在波導(dǎo)主通道上相鄰的兩介質(zhì)波導(dǎo)單體。如圖1所示的一種五階直線型介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，包含有五個(gè)介質(zhì)波導(dǎo)單體1和四個(gè)位于相鄰介質(zhì)波導(dǎo)單體1間的耦合橋3。這種濾波器的現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)是：先將整個(gè)條形介質(zhì)塊在長(zhǎng)度方向上銑削出多處凹槽，使未銑削的介質(zhì)部分構(gòu)成介質(zhì)波導(dǎo)單體1，使銑削凹槽留下的介質(zhì)部分構(gòu)成連接相鄰兩介質(zhì)波導(dǎo)單體1的耦合橋3，最后在成型的介質(zhì)體外表面附著金屬屏蔽層，并通過(guò)調(diào)整所述耦合橋3的尺寸(包括長(zhǎng)度和橫截面積大小)來(lái)調(diào)節(jié)相鄰兩介質(zhì)波導(dǎo)單體1間的耦合量。由于需要銑削出凹槽結(jié)構(gòu)，這就導(dǎo)致凹槽必然有一定寬度(該寬度即等于耦合橋3的長(zhǎng)度)，使耦合橋3的長(zhǎng)度必受制于銑削刀具的尺寸，難以調(diào)節(jié)到理想的耦合量，同時(shí)還會(huì)使多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的體積也較大。此外，現(xiàn)有的銑削加工只能從介質(zhì)塊外部朝內(nèi)加工，難以在介質(zhì)塊內(nèi)部進(jìn)行加工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)前述現(xiàn)有多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的耦合橋存在長(zhǎng)度/耦合量受限于銑削刀具尺寸的問(wèn)題，以及多階濾波器體積較大的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新型的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)及多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案,一方面提供了一種介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，包括相連的兩個(gè)介質(zhì)波導(dǎo)單體；在兩介質(zhì)波導(dǎo)單體的外表面和連接面分別附有金屬屏蔽層，同時(shí)在兩連接面的中心區(qū)域分別設(shè)有平面形狀和大小均相同的第一金屬屏蔽層缺失孔；兩連接面的金屬屏蔽層通過(guò)拼接形成連接兩介質(zhì)波導(dǎo)單體的耦合橋，并使兩第一金屬屏蔽層缺失孔對(duì)準(zhǔn)，拼接成貫通所述耦合橋的空腔。

優(yōu)化的，兩連接面的金屬屏蔽層通過(guò)邊緣焊接方式拼接成所述耦合橋。

優(yōu)化的，所述第一金屬屏蔽層缺失孔的平面形狀呈圓形、正多邊形、矩形、十字交叉形狀或“X”交叉形狀。

優(yōu)化的，所述金屬屏蔽層為被銀層或被金層。

優(yōu)化的，所述金屬屏蔽層的厚度大于20um。

優(yōu)化的，所述介質(zhì)波導(dǎo)單體為由陶瓷介質(zhì)材料制成的方形實(shí)心體或者圓柱形實(shí)心體。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案,另一方面提供了一種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，包括第一波導(dǎo)接頭、第二波導(dǎo)接頭和多個(gè)依次串聯(lián)形成波導(dǎo)主通道的介質(zhì)波導(dǎo)單體，其中，所述第一波導(dǎo)接頭和所述第二波導(dǎo)接頭分別連接位于所述波導(dǎo)主通道兩端的介質(zhì)波導(dǎo)單體；在所述波導(dǎo)主通道上相鄰的兩介質(zhì)波導(dǎo)單體采用前述的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)相連。

優(yōu)化的，在處于所述波導(dǎo)主通道端部的介質(zhì)波導(dǎo)單體的外表面設(shè)有第二金屬屏蔽層缺失孔；所述第一波導(dǎo)接頭或所述第二波導(dǎo)接頭在穿過(guò)所述第二金屬屏蔽層缺失孔后插接對(duì)應(yīng)的介質(zhì)波導(dǎo)單體，并使所述第二金屬屏蔽層缺失孔與對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)接頭過(guò)盈配合。

優(yōu)化的，存在至少一對(duì)在所述波導(dǎo)主通道上非相鄰的且外表面相互抵靠的兩介質(zhì)波導(dǎo)單體。

優(yōu)化的，所述波導(dǎo)主通道為直線型通道、“Z”字型通道或“U”字型通道。

綜上，采用本發(fā)明所提供的一種介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)及多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，具有如下技術(shù)效果：(1)可通過(guò)拼接方式形成連接兩介質(zhì)波導(dǎo)單體的且具有貫通空腔的耦合橋，由此無(wú)需應(yīng)用銑削刀具進(jìn)行加工，使該介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的耦合橋長(zhǎng)度/耦合量不再受限于銑削刀具的尺寸，即可通過(guò)調(diào)整在連接面上金屬屏蔽層的厚度和/或金屬屏蔽層缺失孔的平面形狀等來(lái)對(duì)調(diào)節(jié)兩介質(zhì)波導(dǎo)單體之間的耦合量，實(shí)現(xiàn)精確耦合的目的；(2)可有效縮短耦合橋的長(zhǎng)度，減小多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的體積，利于產(chǎn)品的小型化設(shè)計(jì)；(3)只需通過(guò)區(qū)域化的被銀工藝和邊緣焊接工藝，既可形成該介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，大幅度簡(jiǎn)化加工流程和降低加工難度，便于生產(chǎn)，減少成本；(4)通過(guò)采用這種介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，可以很方便的實(shí)現(xiàn)諸如多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器等復(fù)雜型射頻器件的積木式組合結(jié)構(gòu)，使射頻器件立體化，進(jìn)一步縮小器件體積，同時(shí)杜絕出現(xiàn)電磁串?dāng)_的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有的一種五階直線型介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明提供的第一種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明提供的在第一種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器中的大局部拆分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明提供的在第一種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器中的小局部拆分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明提供的第二種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明提供的第三種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明提供的第四種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

上述附圖中：1、介質(zhì)波導(dǎo)單體 101、第一波導(dǎo)接頭 102、第二波導(dǎo)接頭 2、第一金屬屏蔽層缺失孔 3、耦合橋 4、第二金屬屏蔽層缺失孔 5、感性通孔耦合結(jié)構(gòu) 501、頻率調(diào)節(jié)盲孔。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖，通過(guò)實(shí)施例方式詳細(xì)地描述本發(fā)明提供的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)及多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施例方式的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。

本文中術(shù)語(yǔ)“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：?jiǎn)为?dú)存在A，單獨(dú)存在B，同時(shí)存在A和B三種情況，本文中術(shù)語(yǔ)“/和”是描述另一種關(guān)聯(lián)對(duì)象關(guān)系，表示可以存在兩種關(guān)系，例如，A/和B，可以表示：?jiǎn)为?dú)存在A，單獨(dú)存在A和B兩種情況，另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”關(guān)系。

實(shí)施例一

圖2示出了本發(fā)明提供的第一種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3示出了本發(fā)明提供的在第一種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器中的大局部拆分結(jié)構(gòu)示意圖，圖4示出了本發(fā)明提供的在第一種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器中的小局部拆分結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)施例提供了一種具有直線型結(jié)構(gòu)的五階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，包括第一波導(dǎo)接頭101、第二波導(dǎo)接頭102和五個(gè)依次串聯(lián)形成波導(dǎo)主通道的介質(zhì)波導(dǎo)單體1，其中，所述第一波導(dǎo)接頭101和所述第二波導(dǎo)接頭102分別連接位于所述波導(dǎo)主通道兩端的介質(zhì)波導(dǎo)單體1；在所述波導(dǎo)主通道上相鄰的兩介質(zhì)波導(dǎo)單體1采用了一種新型的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)相連。這種新型的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)包括相連的兩個(gè)介質(zhì)波導(dǎo)單體1；在兩介質(zhì)波導(dǎo)單體1的外表面和連接面分別附有金屬屏蔽層，同時(shí)在兩連接面的中心區(qū)域分別設(shè)有平面形狀和大小均相同的第一金屬屏蔽層缺失孔2；兩連接面的金屬屏蔽層通過(guò)拼接形成連接兩介質(zhì)波導(dǎo)單體1的耦合橋3，并使兩第一金屬屏蔽層缺失孔2對(duì)準(zhǔn)，拼接成貫通所述耦合橋3的空腔。

如圖2～4所示，圖2中的虛線即為所述波導(dǎo)主通道的軌跡線，即所述波導(dǎo)主通道為直線型通道。在所述五階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器及內(nèi)部的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)中，所述介質(zhì)波導(dǎo)單體1用于傳遞電磁波，其可以但不限于為由陶瓷介質(zhì)材料制成的方形實(shí)心體或者圓柱形實(shí)心體。陶瓷介質(zhì)材料是一種硬質(zhì)介質(zhì)材料，具有很高的介電常數(shù)和較低的介質(zhì)損耗，同時(shí)能夠提供有效的結(jié)構(gòu)支撐。通過(guò)這種介質(zhì)材料設(shè)計(jì)出的介質(zhì)波導(dǎo)濾波器等射頻器件具有小型化、高穩(wěn)定性、低損耗、重量輕和成本低等多種優(yōu)點(diǎn)，能很好的滿足未來(lái)濾波器的小型化和高性能的要求。此外，為了方便加工制造，在本實(shí)施例中，將所述介質(zhì)波導(dǎo)單體1設(shè)計(jì)為方形實(shí)心體結(jié)構(gòu)。

所述金屬屏蔽層用于起到電磁屏蔽作用，一方面防止內(nèi)部的電磁波泄漏出去，另一方面防止外部的電磁波串?dāng)_進(jìn)來(lái)，其可以但不限于為被銀層或被金層，由此可以在確保具有良好的電磁屏蔽性能之外，使所述金屬屏蔽層還具有抗氧化的特點(diǎn)，延長(zhǎng)所述介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的使用壽命。此外，為了避免趨膚效應(yīng)給金屬屏蔽層的電磁屏蔽作用帶來(lái)不利影響，所述金屬屏蔽層的厚度必須大于內(nèi)部電磁波在設(shè)計(jì)工作頻段的趨膚深度，一般需大于20um。

所述第一金屬屏蔽層缺失孔2為在連接面不附著金屬屏蔽層的區(qū)域，其可以但不限于通過(guò)掩模工藝形成。兩連接面的金屬屏蔽層可以但不限于通過(guò)邊緣焊接方式拼接成所述耦合橋3。兩連接面中的所述第一金屬屏蔽層缺失孔2用于在拼接所述耦合橋3的同時(shí)，也拼接成貫通所述耦合橋3的空腔，以便通過(guò)該空腔在相鄰兩介質(zhì)波導(dǎo)單體間傳遞電磁波，進(jìn)而便于串聯(lián)構(gòu)成波導(dǎo)主通道。由于兩連接面中的所述第一金屬屏蔽層缺失孔2在平面形狀和大小均相同，可在對(duì)準(zhǔn)拼接后使形成的所述空腔具有一體化成型特點(diǎn)，避免引起額外的電磁波衍射現(xiàn)象。此外，所述第一金屬屏蔽層缺失孔2的平面形狀可以但不限于呈圓形、正多邊形、矩形、十字交叉形狀或“X”交叉形狀等形狀。如圖2～4所示，作為舉例的，所述第一金屬屏蔽層缺失孔2的平面形狀呈矩形。

由于所述耦合橋的長(zhǎng)度即等于兩側(cè)金屬屏蔽層的厚度總和，由此可通過(guò)調(diào)整所述金屬屏蔽層的厚度、所述第一金屬屏蔽層缺失孔2的形狀和面積大小等結(jié)構(gòu)參數(shù)，來(lái)調(diào)節(jié)兩介質(zhì)波導(dǎo)單體1間的耦合量，實(shí)現(xiàn)精確耦合的目的。同時(shí)對(duì)于該新型的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，無(wú)需應(yīng)用銑削刀具進(jìn)行加工，即可使該介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的耦合橋長(zhǎng)度/耦合量不再受限于銑削刀具的尺寸。此外，只需通過(guò)區(qū)域化的被銀工藝和邊緣焊接工藝等工藝，既可形成該介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，大幅度簡(jiǎn)化加工流程和降低加工難度，便于生產(chǎn)，減少成本。

優(yōu)化的，在處于所述波導(dǎo)主通道端部的介質(zhì)波導(dǎo)單體1的外表面設(shè)有第二金屬屏蔽層缺失孔4；所述第一波導(dǎo)接頭101或所述第二波導(dǎo)接頭102在穿過(guò)所述第二金屬屏蔽層缺失孔4后插接對(duì)應(yīng)的介質(zhì)波導(dǎo)單體1，并使所述第二金屬屏蔽層缺失孔4與對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)接頭過(guò)盈配合。如圖3和4所示，所述第二金屬屏蔽層缺失孔4為在外表面不附著金屬屏蔽層的區(qū)域，其同樣可以但不限于通過(guò)掩模工藝形成。通過(guò)設(shè)置所述第二金屬屏蔽層缺失孔4，可與波導(dǎo)接頭的外周過(guò)盈配合，實(shí)現(xiàn)電磁波導(dǎo)入/導(dǎo)出端口的密封效果，避免在接頭處出現(xiàn)電磁波泄漏或電磁波串?dāng)_的問(wèn)題。

本實(shí)施例所述新型的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，除了應(yīng)用在多階濾波器中，還可應(yīng)用于其他諸如雙工器、合路器或電橋等射頻器件中。

綜上，本實(shí)施例所提供的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)及多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，具有如下技術(shù)效果：(1)可通過(guò)拼接方式形成連接兩介質(zhì)波導(dǎo)單體的且具有貫通空腔的耦合橋，由此無(wú)需應(yīng)用銑削刀具進(jìn)行加工，使該介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的耦合橋長(zhǎng)度/耦合量不再受限于銑削刀具的尺寸，即可通過(guò)調(diào)整在連接面上金屬屏蔽層的厚度和/或金屬屏蔽層缺失孔的平面形狀等來(lái)對(duì)調(diào)節(jié)兩介質(zhì)波導(dǎo)單體之間的耦合量，實(shí)現(xiàn)精確耦合的目的；(2)可有效縮短耦合橋的長(zhǎng)度，減小多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的體積，利于產(chǎn)品的小型化設(shè)計(jì)；(3)只需通過(guò)區(qū)域化的被銀工藝和邊緣焊接工藝，既可形成該介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，大幅度簡(jiǎn)化加工流程和降低加工難度，便于生產(chǎn)，減少成本。

實(shí)施例二

圖5示出了本發(fā)明提供的第二種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供的仍是一個(gè)五階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，其與實(shí)施例一所述的五階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的不同之處在于：所述五階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器呈Z字型結(jié)構(gòu)，即該五階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的波導(dǎo)主通道呈“Z”字型通道。由此可以使濾波器立體化，進(jìn)一步縮小器件體積。此外，所述波導(dǎo)主通道還可以但不限于呈“U”字型通道等形式的通道。

本實(shí)施例提供的所述五階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，其技術(shù)效果在實(shí)施例一的技術(shù)效果基礎(chǔ)上，還包括如下：(1)可以使濾波器立體化，進(jìn)一步縮小器件體積。實(shí)施例三

圖6示出了本發(fā)明提供的第三種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供了一種具有混合耦合結(jié)構(gòu)的多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，包含有兩個(gè)帶頻率調(diào)節(jié)盲孔501的感性通孔耦合結(jié)構(gòu)5，且使兩個(gè)部分的感性通孔耦合結(jié)構(gòu)5通過(guò)實(shí)施例一所述的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)組合在一起，形成一個(gè)上下重疊的立體濾波器結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步縮小器件體積。

本實(shí)施例提供的所述多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，其技術(shù)效果可以參照實(shí)施例二的技術(shù)效果毫不費(fèi)力地推導(dǎo)得出，于此不再贅述。

實(shí)施例四

圖7示出了本發(fā)明提供的第四種多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供了一種八階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，其與實(shí)施例一或?qū)嵤├龅奈咫A介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的不同之處在于：介質(zhì)波導(dǎo)單體1的數(shù)目由五個(gè)上升至八個(gè)，并存在多對(duì)在所述波導(dǎo)主通道上非相鄰的且外表面相互抵靠的兩介質(zhì)波導(dǎo)單體1，即如圖7所示，每個(gè)介質(zhì)波導(dǎo)單體1在除波導(dǎo)主通道方向外，與另外兩個(gè)在所述波導(dǎo)主通道上非相鄰的介質(zhì)波導(dǎo)單體1外表面相互抵靠，由此可以實(shí)現(xiàn)多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器的體積最小化，并由于在外表面相抵區(qū)域存在兩層金屬屏蔽層，可以同時(shí)杜絕出現(xiàn)電磁串?dāng)_的問(wèn)題。此外，也可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，調(diào)整在所述波導(dǎo)主通道上非相鄰的且外表面相互抵靠的兩介質(zhì)波導(dǎo)單體1的對(duì)數(shù)(至少一對(duì))，實(shí)現(xiàn)不同的積木式組合結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例提供的所述多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，其技術(shù)效果在實(shí)施例一或?qū)嵤├夹g(shù)效果的基礎(chǔ)上，還包括：(1)可以很方便的實(shí)現(xiàn)諸如多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器等復(fù)雜型射頻器件的積木式組合結(jié)構(gòu)，使射頻器件立體化，進(jìn)一步縮小器件體積，同時(shí)杜絕出現(xiàn)電磁串?dāng)_的問(wèn)題。

如上所述，可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出不同形式的介質(zhì)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)及多階介質(zhì)波導(dǎo)濾波器并不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換、整合和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。