本發(fā)明涉及射頻通信濾波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及TE模多通帶介質(zhì)濾波器。

背景技術(shù)：

隨著移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，通信頻譜資源越來(lái)越擁擠，通信系統(tǒng)經(jīng)常工作在多個(gè)頻段。這需要高性能的多通帶濾波器提高通信系統(tǒng)容量，并避免相鄰信道間的干擾。與此同時(shí)人們對(duì)通信傳輸質(zhì)量的要求越來(lái)越高，這也對(duì)通信系統(tǒng)中的濾波器性能指標(biāo)提出了更高的要求，插入損耗要求更低，體積要求更小等。介質(zhì)諧振器具備無(wú)載Q值高、尺寸小和高介電常數(shù)等特點(diǎn)，滿足了通信系統(tǒng)發(fā)展的需求，從而得到迅猛的發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用于無(wú)線基站和航天航空等領(lǐng)域。

2014年T.V. Pidhurska和A.A. Trubin 在Radioelectronics and Communications Systems 上發(fā)表題為“Dual-bandpass filter built on rectangular dielectric resonators”的文章。采用rectangular型介質(zhì)諧振器，通過(guò)激發(fā)基模TE_01δ模和二次模TE_02δ模兩個(gè)模得到雙通帶，但是阻帶未產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)導(dǎo)致頻率選擇性不夠高。

2015年Seema Awasthi和Animesh Biswas等人在International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering 上發(fā)表題為“Dual-band dielectric resonator bandstop filters”的文章。采用TE模介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)，同時(shí)結(jié)合源負(fù)載耦合產(chǎn)生了一個(gè)傳輸零點(diǎn)，但也造成了腔體尺寸的增大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出TE模多通帶介質(zhì)濾波器，以產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)，簡(jiǎn)化多通帶濾波器設(shè)計(jì)的同時(shí)，改善濾波器的帶外抑制并提高濾波器的頻率選擇性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明至少采用如下技術(shù)方案之一。

TE模三通帶介質(zhì)濾波器，包括腔體，在腔體中分成兩排布置的六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器、六個(gè)支撐柱、六個(gè)介質(zhì)調(diào)諧桿和六個(gè)介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)，控制端口耦合的第一金屬圓弧、第二金屬圓弧，兩個(gè)輸入輸出接口，和腔間耦合結(jié)構(gòu)；第一金屬圓弧與第一輸入輸出接口連接，第二金屬圓弧與第二輸入輸出接口連接；六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器的下方均各自設(shè)有一個(gè)支撐柱，六個(gè)介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)與六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器之間的布置關(guān)系為上下一一對(duì)應(yīng)且在正投影上同心；六個(gè)介質(zhì)調(diào)諧桿分別一一對(duì)應(yīng)位于六個(gè)介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)上；六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器中，依次為第一TE模介質(zhì)諧振器、第二TE模介質(zhì)諧振器、第三TE模介質(zhì)諧振器、第四TE模介質(zhì)諧振器、第五TE模介質(zhì)諧振器、第六TE模介質(zhì)諧振器；

其中所述第一介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)和第二介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)高度相同，第三介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)和第四介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)高度相同，第五介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)和第六介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)高度相同，且第一介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)、第四介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)、第六介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)位于同一排且高度依次升高；

第一介質(zhì)調(diào)諧桿和第二介質(zhì)調(diào)諧桿高度相同，第三介質(zhì)調(diào)諧桿和第四介質(zhì)調(diào)諧桿高度相同，第五介質(zhì)調(diào)諧桿和第六介質(zhì)調(diào)諧桿高度相同，第一介質(zhì)調(diào)諧桿、第四介質(zhì)調(diào)諧桿、第六介質(zhì)調(diào)諧桿 位于同一排且高度依次升高；

所述六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器通過(guò)腔間耦合結(jié)構(gòu)進(jìn)行諧振器間的耦合，同時(shí)通過(guò)第一金屬圓弧、第二金屬圓弧進(jìn)行輸入輸出饋電耦合；腔體按所述兩排布置共有六個(gè)諧振腔；

所述第一輸入輸出接口位于腔體中左上諧振腔的上側(cè)，第二輸入輸出接口位于腔體中右上諧振腔的右側(cè)；所述第一金屬圓弧位于第一輸入輸出接口的左側(cè)，第二金屬圓弧位于輸入輸出接口的上方。金屬圓弧設(shè)置方式的不同可在頻帶左右側(cè)設(shè)定傳輸零點(diǎn)。

進(jìn)一步地，每個(gè)諧振腔中的支撐柱、介質(zhì)調(diào)諧桿、介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)與TE模介質(zhì)諧振器同心設(shè)置。

進(jìn)一步地，第一金屬圓弧、第二金屬圓弧均與所在的諧振腔中的介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)同心。

進(jìn)一步地，每個(gè)支撐柱均通過(guò)螺釘固定在腔體中，所述TE模介質(zhì)諧振器與支撐柱一一對(duì)應(yīng)并通過(guò)粘結(jié)固定。

進(jìn)一步地，第一金屬圓弧的長(zhǎng)寬與第二金屬圓弧的長(zhǎng)寬相等，金屬圓弧通過(guò)與對(duì)應(yīng)的輸入輸出接口焊接形成濾波器饋電結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述兩個(gè)輸入輸出接口位于所屬諧振腔的腔壁的中心。

進(jìn)一步地，所述腔間耦合結(jié)構(gòu)形成的耦合窗口位于任意相鄰兩個(gè)TE模介質(zhì)諧振器之間，且第三TE模介質(zhì)諧振器與第四TE模介質(zhì)諧振器之間的耦合窗口寬度為0；第六TE模介質(zhì)諧振器和第五TE模介質(zhì)諧振器之間耦合窗口寬度也為0。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1. 本發(fā)明采用6個(gè)TE模介質(zhì)諧振器，并對(duì)其打孔避免了高次模式的干擾，Q值高且便于濾波器的加工制造；

2. 本發(fā)明通過(guò)設(shè)定介質(zhì)諧振器的調(diào)諧盤(pán)和調(diào)諧桿高度即可實(shí)現(xiàn)多通帶響應(yīng)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)復(fù)雜度；

3. 本發(fā)明根據(jù)改變饋電方式得到可控傳輸零點(diǎn)的思想，使得兩個(gè)設(shè)計(jì)方案均具有對(duì)稱(chēng)傳輸零點(diǎn)，提高了頻率選擇性，避免了源負(fù)載耦合復(fù)雜的端口耦合結(jié)構(gòu)，或者是混合電磁耦合復(fù)雜的調(diào)諧結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例TE模三通帶介質(zhì)濾波器去掉蓋板后的俯視示意圖；

圖2是圖1的B-B剖視示意圖；

圖3實(shí)施例的傳輸特性|S₂₁|和回波損耗|S₁₁|仿真及測(cè)試曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案作詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于下例表述的范圍。

如圖1、圖2，TE模三通帶介質(zhì)濾波器，包括腔體1，在腔體中分成兩排布置的六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器（5、19、16、12、33）、六個(gè)支撐柱（圖中只示出20、22、34）、六個(gè)介質(zhì)調(diào)諧桿（8、17、14、10、31、28）和六個(gè)介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)（6、18、15、11、32、29），控制端口耦合的第一金屬圓弧2、第二金屬圓弧4，兩個(gè)輸入輸出接口(3、7)，和腔間耦合結(jié)構(gòu)；第一金屬圓弧2與第一輸入輸出接口3連接，第二金屬圓弧4與第二輸入輸出接口7連接；六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器的下方均各自設(shè)有一個(gè)支撐柱，六個(gè)介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)與六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器之間的布置關(guān)系為上下一一對(duì)應(yīng)且在正投影上同心；六個(gè)介質(zhì)調(diào)諧桿分別一一對(duì)應(yīng)位于六個(gè)介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)上；六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器中，依次為第一TE模介質(zhì)諧振器5、第二TE模介質(zhì)諧振器19、第三TE模介質(zhì)諧振器16、第四TE模介質(zhì)諧振器12、第五TE模介質(zhì)諧振器33、第六TE模介質(zhì)諧振器30；其中所述第一介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)6和第二介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)18高度相同，第三介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)15和第四介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)11高度相同，第五介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)32和第六介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)29高度相同，且第一介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)6、第四介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)11、第六介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)29位于同一排且高度依次升高；第一介質(zhì)調(diào)諧桿8和第二介質(zhì)調(diào)諧桿17高度相同，第三介質(zhì)調(diào)諧桿14和第四介質(zhì)調(diào)諧桿10高度相同，第五介質(zhì)調(diào)諧桿31和第六介質(zhì)調(diào)諧桿28高度相同，第一介質(zhì)調(diào)諧桿8、第四介質(zhì)調(diào)諧桿10、第六介質(zhì)調(diào)諧桿28 位于同一排且高度依次升高；所述六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器通過(guò)腔間耦合結(jié)構(gòu)進(jìn)行諧振器間的耦合，同時(shí)通過(guò)第一金屬圓弧2、第二金屬圓弧4進(jìn)行輸入輸出饋電耦合；腔體1按所述兩排布置共有六個(gè)諧振腔；所述第一輸入輸出接口3位于腔體1中左上諧振腔的上側(cè)，第二輸入輸出接口7位于腔體1中右上諧振腔的右側(cè)；所述第一金屬圓弧2位于第一輸入輸出接口3的左側(cè)，第二金屬圓弧4位于輸入輸出接口7的上方。金屬圓弧(2，4)設(shè)置方式的不同可在頻帶左右側(cè)設(shè)定傳輸零點(diǎn)。每個(gè)諧振腔中的支撐柱、介質(zhì)調(diào)諧桿、介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)與TE模介質(zhì)諧振器5同心設(shè)置。第一金屬圓弧2、第二金屬圓弧4均與所在的諧振腔中的介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)同心。每個(gè)支撐柱均通過(guò)螺釘21固定在腔體1中，所述TE模介質(zhì)諧振器與支撐柱一一對(duì)應(yīng)并通過(guò)粘結(jié)固定。第一金屬圓弧2的長(zhǎng)寬與第二金屬圓弧4的長(zhǎng)寬相等，金屬圓弧通過(guò)與對(duì)應(yīng)的輸入輸出接口焊接形成濾波器饋電結(jié)構(gòu)。

所述兩個(gè)輸入輸出接口(3、7)位于所屬諧振腔的腔壁的中心。所述腔間耦合結(jié)構(gòu)13形成的耦合窗口位于任意相鄰兩個(gè)TE模介質(zhì)諧振器之間，且第三TE模介質(zhì)諧振器16與第四TE模介質(zhì)諧振器12之間的耦合窗口寬度為0；第六TE模介質(zhì)諧振器30和第五TE模介質(zhì)諧振器33之間耦合窗口寬度也為0。

以下再進(jìn)一步舉例實(shí)施例說(shuō)明六個(gè)諧振器的三通帶濾波器。

參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明的三通帶帶通濾波器主要由六個(gè)TE模介質(zhì)諧振器（5、12、16、19、30、33），支撐柱（20、22、24），介質(zhì)調(diào)諧桿（8、10、14、17、28、31），第一介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)(6、11、15、18、29、32)，控制端口耦合的金屬圓?。?、4），輸入輸出接口（3、7），腔體1和腔間耦合結(jié)構(gòu)13組成。其中：

所述TE模介質(zhì)諧振器采用介質(zhì)材料，其介電常數(shù)為εr=37，損耗正切角tanδ=0.0002；如圖2所示，其高度為13mm，外直徑為32mm，內(nèi)孔直徑為8mm，與支撐柱粘結(jié)。所述支撐柱采用氧化鋁材料，高度為7mm，外直徑為19.5mm，上層內(nèi)孔直徑為13.5mm，高度為4mm，下層內(nèi)孔為直徑為3mm的螺紋孔，通過(guò)金屬螺釘（21、23、26）固定在腔體中。

所述介質(zhì)調(diào)諧桿長(zhǎng)度為35mm，直徑為6mm；所述介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)長(zhǎng)度為2mm，直徑為25mm；介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)與調(diào)諧桿采用介質(zhì)材料相同，其介電常數(shù)為ε_r=10，損耗正切角tanδ=0.0002。

所述金屬圓弧（2、4）的弧度均為130度，所述輸入輸出接口（3、7）位于其所屬諧振腔壁的中心，其高度均為27mm。

所述金屬腔體底面邊長(zhǎng)為140mm，高度為50mm，倒角設(shè)置為R2(半徑為2mm)；如圖3所示，所述腔間耦合結(jié)構(gòu)厚度為4mm，高度為40mm，其中腔間耦合結(jié)構(gòu)13的垂直部分開(kāi)窗寬度為40mm，水平部分左側(cè)上方開(kāi)窗寬度為29mm，水平部分左側(cè)下方開(kāi)窗寬度為26mm，水平部分右側(cè)上方開(kāi)窗寬度為26mm，水平部分右側(cè)下方開(kāi)窗寬度為26mm。

所述介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)(6、18)高度均為30mm，所述介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)（11、15）高度均為35mm，所述介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)（29、32）高度均為40mm；所述介質(zhì)調(diào)諧桿（8、17）高度均為32mm，所述介質(zhì)調(diào)諧桿（10、14）高度均為37mm，所述介質(zhì)調(diào)諧桿（28、31）高度均為42mm。

本發(fā)明的效果可通過(guò)以下仿真和測(cè)試實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說(shuō)明：

在三維電磁仿真軟件 HFSS 中對(duì)本發(fā)明第二實(shí)施例進(jìn)行仿真，得到的三通帶濾波器響應(yīng)曲線圖如圖3虛線所示。

利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)加工出來(lái)的三通帶濾波器進(jìn)行測(cè)試，得到的三通帶濾波器響應(yīng)曲線圖如圖3實(shí)線所示。

從圖3的三通帶濾波器的響應(yīng)曲線圖可以看出，第二實(shí)施例的三通帶濾波器中三個(gè)子通帶的中心頻率分別為1.788GHz、1.816 GHz和1.845GHz，對(duì)應(yīng)的相對(duì)帶寬分別為0.9%、1.3%和1.1%，插入損耗分別為0.57dB、0.4dB和0.3dB，帶內(nèi)回波損耗均達(dá)18dB以上，且具有對(duì)稱(chēng)傳輸零點(diǎn)，使濾波器具有良好的頻率選擇性。

上述的實(shí)例是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。