[实用新型]一种内凹的空腔三模谐振结构及含有内凹的空腔三模谐振结构的滤波器

说明书

本实用新型专利公开了一种内凹的空腔三模谐振结构及含有内凹的空腔三模谐振结构的滤波器，包括空腔和盖板，空腔内设置有介质谐振块和介质支撑架，空腔和/或介质谐振块的至少一个端面内凹，介质谐振块与介质支撑架构成三模介质谐振杆，类似正方体介质谐振块一端或者任意端分别与介质支撑架连接，介质支撑架与空腔内壁进行连接，介质谐振块与介质支撑架在空腔的X、Y、Z轴三个方向形成三模谐振。使用了本实用新型的空腔多模滤波器能够保证谐振杆与腔体的较小间距下获得高Q值，增大了调谐螺杆的调谐范围，同时降低了空腔与介质谐振块间的小间距对谐振频率的敏感度，便于生产调试，降低了生产成本。

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域中所用的基站滤波器、天馈类滤波器、合路器及抗干扰滤波器等，滤波器的种类可以为带通、带阻、高通、低通，具体涉及一种内凹的空腔三模谐振结构及含有内凹的空腔三模谐振结构的滤波器。

背景技术

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。

现有的TM三模滤波器，其一般均是采用立方体/类立方体/球形谐振腔内设置立方体/类立方体/球形介质谐振块的结构，介质谐振块由介质基座支撑，且谐振腔的单边尺寸与介质谐振块的单边尺寸的比值一般大于1.6。当谐振腔的体积保持不变且介质谐振块略微变大时或者谐振腔的体积略微变小且介质谐振块保持不变或者谐振腔的体积略微变小且介质谐振块略微变大时，由表1提供的数据对比可知，随着谐振腔的单边尺寸与介质谐振块的单边尺寸比值的加大，基模的 Q值会随比值的增加而加大，高次模的Q值会随比值的增加而减小，介质谐振块尺寸随着比值加大而减小，空腔的尺寸不断加大，在接近空腔3/4波长尺寸时，由于介质谐振块的尺寸不断缩小，基模Q值也随之降低，高次模的频率随着比值的增加，离基模频率时远时近。

不同比值对应的谐振腔的空腔体积也不同，可根据实际需求选择。在表1比值范围内的不同尺寸的空腔及对应的类似立方体谐振器，对滤波器性能要求很高时可以选择比值在1.6以上尺寸的单腔。故当谐振腔的单边尺寸与介质谐振块的单边尺寸的比值大于1.6时，Q值的大小与谐振腔和介质谐振块之间的间距的大小呈正比，但是其带来的缺点是滤波器体积过于庞大。

申请号为2018101455572的专利中公开了一种小体积、高Q值的空腔三模结构，其通过保证介质谐振块的外表面与空腔内表面平行布置且两个表面间距极小的情况下可以有效地减小滤波器的体积、提高其的Q值。但此种结构存在如下技术问题：1.因为介质谐振块与空腔内壁的间距极小，因此调谐螺杆的调节范围有限，从而不利于介质谐振块的安装调试；2.因为介质谐振块与空腔内壁的间距极小，因此介质谐振块与空腔之间的间距对单个模式谐振频率敏感度较高，从而不利于介质谐振块的批量生产；3.因为介质谐振块与空腔内壁的极小间距对单腔谐振频率敏感度较高，因此介质谐振块与空腔的设计精度要求极高，从而增加了加工制造成本。

表1：

发明内容