[发明专利]一种介质波导耦合结构及多阶介质波导滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及射频滤波器件领域，具体地，涉及一种新型的介质波导耦合结构及多阶介质波导滤波器。

背景技术

滤波器是一种选频器件，可以使信号中特定频段的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。波导滤波器是通信系统中常用滤波器的一种，传统的波导滤波器为金属腔体结构，中间为空气，金属材料在边缘起到电磁屏蔽和结构支撑的作用。采用此种方式的滤波器有较高的品质因数Q值，但是却存在体积及重量较大，不利于安装和运输的问题。随着通信系统的发展，要求滤波器具有低插损、高抑制、承受功率大、低成本和小型化等特点，由此又提出了介质波导滤波器的结构：即用高介电常数的介质材料替代空气部分，并起到传导电磁波和结构支撑作用，同时在介质块表面被银层，以起电磁屏蔽作用，可以显著减小滤波器的体积和成本。

对于多阶介质波导滤波器，一般采用具有一定长度的耦合桥来连接在波导主通道上相邻的两介质波导单体。如图1所示的一种五阶直线型介质波导滤波器，包含有五个介质波导单体1和四个位于相邻介质波导单体1间的耦合桥3。这种滤波器的现有生产技术是：先将整个条形介质块在长度方向上铣削出多处凹槽，使未铣削的介质部分构成介质波导单体1，使铣削凹槽留下的介质部分构成连接相邻两介质波导单体1的耦合桥3，最后在成型的介质体外表面附着金属屏蔽层，并通过调整所述耦合桥3的尺寸(包括长度和横截面积大小)来调节相邻两介质波导单体1间的耦合量。由于需要铣削出凹槽结构，这就导致凹槽必然有一定宽度(该宽度即等于耦合桥3的长度)，使耦合桥3的长度必受制于铣削刀具的尺寸，难以调节到理想的耦合量，同时还会使多阶介质波导滤波器的体积也较大。此外，现有的铣削加工只能从介质块外部朝内加工，难以在介质块内部进行加工。

发明内容

针对前述现有多阶介质波导滤波器的耦合桥存在长度/耦合量受限于铣削刀具尺寸的问题，以及多阶滤波器体积较大的问题，本发明提供了一种新型的介质波导耦合结构及多阶介质波导滤波器。

本发明采用的技术方案,一方面提供了一种介质波导耦合结构，包括相连的两个介质波导单体；在两介质波导单体的外表面和连接面分别附有金属屏蔽层，同时在两连接面的中心区域分别设有平面形状和大小均相同的第一金属屏蔽层缺失孔；两连接面的金属屏蔽层通过拼接形成连接两介质波导单体的耦合桥，并使两第一金属屏蔽层缺失孔对准，拼接成贯通所述耦合桥的空腔。

优化的，两连接面的金属屏蔽层通过边缘焊接方式拼接成所述耦合桥。

优化的，所述第一金属屏蔽层缺失孔的平面形状呈圆形、正多边形、矩形、十字交叉形状或“X”交叉形状。

优化的，所述金属屏蔽层为被银层或被金层。

优化的，所述金属屏蔽层的厚度大于20um。

优化的，所述介质波导单体为由陶瓷介质材料制成的方形实心体或者圆柱形实心体。

本发明采用的技术方案,另一方面提供了一种多阶介质波导滤波器，包括第一波导接头、第二波导接头和多个依次串联形成波导主通道的介质波导单体，其中，所述第一波导接头和所述第二波导接头分别连接位于所述波导主通道两端的介质波导单体；在所述波导主通道上相邻的两介质波导单体采用前述的介质波导耦合结构相连。

优化的，在处于所述波导主通道端部的介质波导单体的外表面设有第二金属屏蔽层缺失孔；所述第一波导接头或所述第二波导接头在穿过所述第二金属屏蔽层缺失孔后插接对应的介质波导单体，并使所述第二金属屏蔽层缺失孔与对应的波导接头过盈配合。

优化的，存在至少一对在所述波导主通道上非相邻的且外表面相互抵靠的两介质波导单体。

优化的，所述波导主通道为直线型通道、“Z”字型通道或“U”字型通道。

综上，采用本发明所提供的一种介质波导耦合结构及多阶介质波导滤波器，具有如下技术效果：(1)可通过拼接方式形成连接两介质波导单体的且具有贯通空腔的耦合桥，由此无需应用铣削刀具进行加工，使该介质波导耦合结构的耦合桥长度/耦合量不再受限于铣削刀具的尺寸，即可通过调整在连接面上金属屏蔽层的厚度和/或金属屏蔽层缺失孔的平面形状等来对调节两介质波导单体之间的耦合量，实现精确耦合的目的；(2)可有效缩短耦合桥的长度，减小多阶介质波导滤波器的体积，利于产品的小型化设计；(3)只需通过区域化的被银工艺和边缘焊接工艺，既可形成该介质波导耦合结构，大幅度简化加工流程和降低加工难度，便于生产，减少成本；(4)通过采用这种介质波导耦合结构，可以很方便的实现诸如多阶介质波导滤波器等复杂型射频器件的积木式组合结构，使射频器件立体化，进一步缩小器件体积，同时杜绝出现电磁串扰的问题。