[发明专利]一种基于电容加载与开槽耦合的介质三模滤波器

说明书

本发明公开了一种基于电容加载与开槽耦合的介质三模滤波器，包括介质三模谐振器、第一耦合槽、第二耦合槽及输入馈电端口与输出馈电端口；介质三模谐振器以一矩形金属盒为谐振器外壁，在金属盒底部中心存在一金属圆柱，在金属盒内部安装有一个存在通孔的介质块，金属圆柱容置于通孔，介质块底部与金属盒短路连接，顶部放置有一金属圆盘；第一、二耦合槽开设于金属圆盘中，并处于不同的位置；输入馈电端口和输出馈电端口垂直安装在金属盒的两个相邻外侧壁上，它们均由SMA接头经金属探针连接耦合金属片组成。本发明具有高Q值、高功率容量、低剖面、小型化，易于进行平面布局设计、加工的优点，适合批量工业生产。

技术领域

本发明涉及微波射频器件的技术领域，尤其是指一种基于电容加载与开槽耦合的介质三模滤波器。

背景技术

近年来，随着社会加速进入信息时代，通信产业蓬勃发展，射频前端电路作为整个无线通信系统的基石，在移动通信、雷达监测，导航和远距离遥感等领域中得到广泛应用，因此对射频前端电路的研究显得越来越重要。射频滤波器作为射频前端电路的关键部件，在整个无线通信系统中扮演着十分重要的角色，所以高选择性，小体积，低损耗滤波器是实现高质量无线通信的关键器件。

在以往提升滤波器的选择性时，常采取的措施是提高滤波器的阶数。对于单模滤波器而言，提升阶数势必会导致滤波器体积的增加，给设计的小型化带来难度。多模谐振器由于同时含有多个模式，使得一个多模谐振器相当于多个单模谐振器级联，因此能够在提升性能的同时避免体积的增加。此外，相较于微带与金属腔滤波器，介质腔滤波器兼具高功率容量与小型化的优势，所以对于介质多模滤波器的研究显得尤为迫切。

2002年，Vanessa.Walker等人在期刊IEEE Microwave WirelessComponent.Letter.上发表题为“Design of Mode TE01 Resonator TransmissionFilters”的文章，利用正方体介质谐振器中的简并TE₁₀模设计了介质三模带通滤波器。作者通过在矩形金属腔的中心添加一矩形介质块，设计了一款基于简并TE10模的三模介质谐振器，并分别设计了一款单腔三阶与双腔六阶带通滤波器。

2013年，Ke-Li.Wu等人在本领域顶级期刊IEEE Transaction On MicrowaveTheory And Techniques上发表题为“A TM11 Dual-Mode Dielectric Resonator FilterWith Planar Coupling Configuration”的文章，利用圆柱形介质谐振器中的简并TM₁₁模设计了介质双模带通滤波器。作者通过在矩形金属腔的中心添加一上下短路的圆柱形介质块，设计了一款基于简并TM₁₁模的双模介质谐振器，并设计了多款基于该谐振器的单腔与多腔带通滤波器。

2017年，David.R Hendry等人在本领域顶级期刊IEEE Transaction OnMicrowave Theory And Techniques上发表题为“Triple-Mode Ceramic Cavity FilterWith Wide Spurious-Free Performance”的文章，利用矩形介质谐振器中的简并TE₀₁模设计了具有宽阻带抑制特性的介质多模带通滤波器。作者通过对矩形介质块进行表面镀银处理构建了基本的三模谐振器单元，并进一步调整不同介质谐振器的尺寸比设计了一款基于TE₀₁模，具有宽阻带抑制特性的带通滤波器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种基于电容加载与开槽耦合的介质三模滤波器，该滤波器采用的谐振器为基于电容加载的介质三模谐振器，具有体积小、高品质因数、功率容量大的优点。此外，采用的是开槽耦合结构，能满足小型化、特性好、易于加工的设计要求。