[发明专利]一种5G频段腔体滤波器及其设计方法

权利要求书

1.一种5G频段腔体滤波器，其特征在于，包括输入端口、输出端口、输入耦合装置、输出耦合装置、多个谐振器、多个调谐装置和腔体；所述输入端口与所述输入耦合装置连接，所述输出端口与所述输出耦合装置连接，多个所述谐振器和多个所述调谐装置设置在所述腔体内，所述调谐装置包括第一调谐装置和第二调谐装置；

所述输入端口用于接收原始信号；

所述输出端口用于输出经多个所述谐振器处理后的信号；

所述输入耦合装置用于控制所述输入端口与第一谐振器之间的耦合，所述第一谐振器为与所述输入端口相邻的谐振器；

所述输出耦合装置用于控制所述输出端口与第二谐振器之间的耦合，所述第二谐振器为与所述输出端口相邻的谐振器；

多个所述谐振器用于控制所述原始信号中5G频段的信号通过；

所述第一调谐装置用于调整所述谐振器产生的谐振频率在5G频段内；

所述第二调谐装置用于调整所述谐振器之间的耦合系数。

2.根据权利要求1所述的一种5G频段腔体滤波器，其特征在于，所述谐振器为金属谐振器或者介质谐振器，所述谐振器为圆柱形或者正方体。

3.根据权利要求2所述的一种5G频段腔体滤波器，其特征在于，多个所述谐振器之间采用空间耦合的方式进行耦合。

4.根据权利要求2所述的一种5G频段腔体滤波器，其特征在于，所述腔体为金属矩形腔体，所述谐振器为圆柱形时，圆柱形的直径不超过所述金属矩形腔体的宽边，所述谐振器为正方体时，所述正方体的边长不超过所述金属矩形腔体的宽边。

5.根据权利要求1所述的一种5G频段腔体滤波器，其特征在于，所述第一调谐装置和所述第二调谐装置为金属螺杆或介质螺杆；所述金属螺杆或介质螺杆的长度由耦合系数决定；当所述第一调谐装置和所述第二调谐装置为介质螺杆时，在所述介质螺杆的外层电镀铜或银。

6.一种权利要求1-5任一项所述的5G频段腔体滤波器的设计方法，其特征在于，包括：

确定所述5G频段腔体滤波器的第一设计指标，所述设计指标包括所述5G频段腔体滤波器的频宽、带内插入损耗、带内回波损耗、驻波比、阶数、传输函数及整体结构；

根据所述第一设计指标，利用求解切比雪夫函数，得到第一数值，所述第一数值为切比雪夫函数类型低通原型各电路元件的归一化元件值；

根据所述第一数值和所述5G频段腔体滤波器的相对带宽，得到相邻谐振器间的耦合系数和5G频段腔体滤波器的外部品质因数；

确定谐振器的第二设计指标，所述第二设计指标包括谐振器的材料、形状尺寸、谐振频率；

根据所述相邻谐振器间的耦合系数确定所述谐振器之间的距离；

根据所述第一设计指标、第二设计指标和谐振器的数量，通过高级射频仿真软件进行仿真，得到初步的仿真结果；

将初步仿真结果进行微调、优化，得到5G频段腔体滤波器。

7.根据权利要求6所述的一种5G频段腔体滤波器的设计方法，其特征在于，所述确定所述5G频段腔体滤波器的第一设计指标，具体为：

设置所述5G频段腔体滤波器的频宽为5G频段，带内插入损耗不超过0.8dB，带内回波损耗超过25dB，驻波比不超过1.25；

确定所述5G频段腔体滤波器的传输函数和阶数；

确定所述5G频段腔体滤波器的整体结构包括输入端口、输出端口、输入耦合装置、输出耦合装置、多个谐振器、多个调谐装置和腔体；所述输入端口与所述输入耦合装置连接，所述输出端口与所述输出耦合装置连接，多个所述谐振器和多个所述调谐装置设置在所述腔体内，所述调谐装置包括第一调谐装置和第二调谐装置；所述输入端口用于接收原始信号；所述输出端口用于输出经多个所述谐振器处理后的信号；所述输入耦合装置用于控制所述输入端口与第一谐振器之间的耦合，所述第一谐振器为与所述输入端口相邻的谐振器；所述输出耦合装置用于控制所述输出端口与第二谐振器之间的耦合，所述第二谐振器为与所述输出端口相邻的谐振器；多个所述谐振器用于控制所述原始信号中5G频段的信号通过；所述第一调谐装置用于调整所述谐振器产生的谐振频率在5G频段内；所述第二调谐装置用于调整所述谐振器之间的耦合系数。